Die als Komplettsystem konzipierten Mittelspannungs-Umrichter MVW3000 ermöglichen eine schnelle, einfache Installation und Inbetriebnahme. (Bild: WEG)
Antriebstechnikhersteller WEG hat die neue Umrichterserie MVW3000 für Spannungen von 2,3 kV bis 8 kV und Leistungen von 280 kW bis 2400 kW vorgestellt. Diese Gerätebaureihe ist in Multileveltechnologie mit kaskadierten H-Brücken (CHB) ausgeführt. Die Multilevel-Topologie basiert auf einer Reihenschaltung aus ausgangsspannungsabhängig drei bis zehn Niederspannungsleistungsteilen 690 V mit IGBT-Ausgangswechselrichterbrücke in H-Schaltung. Diese macht es möglich, unter Verwendung von Standard-Niederspannungskomponenten wie Dioden, IGBT und Kunststofffolienkondensatoren auf kosteneffiziente Weise Ausgangsspannungspegel im Mittelspannungsbereich zu erreichen. Das Besondere: Er kommt als Schaltschrank-integriertes Komplettsystem mit Mittelspannungs-Trennschalter, Sicherungen, Multilevel-Einspeisetransformator und Frequenzumrichter auf den Markt.
All-in-One-Lösung
„Der derzeitige Spannungs- beziehungsweise Leistungsbereich ist nur der erste Entwicklungsschritt. Höhere Spannungen und Leistungen sind aber jetzt schon auf Anfrage möglich“, erklärt Johannes Schwenger, Leiter Produktmanagement Antriebssysteme Niederspannung und Mittelspannung Europa bei WEG. „Der Systemumrichter ist eine leistungsstarke All-in-One-Lösung, die zusätzliche Mittelspannungsschaltgeräte überflüssig macht. Er überzeugt durch Parameter am Ein- und Ausgang, Energieeffizienz und hohe Verfügbarkeit sowie durch motorschonenden Betrieb, einfache Wartung und Modularität. Damit ist dieser System-Umrichter die Ergänzung zu allen auf dem Markt erhältlichen Mittelspannungsmotoren und geeignet für Retrofit-Projekte mit der nahezu sinusförmigen Umrichterausgangsspannung.“
Der System-Umrichter bietet gute Antriebsperformance. Der Netzleistungssfaktor erreicht einen Wert >0,95 über den gesamten Drehzahlstellbereich ohne einen zusätzlichen Harmonik-Filter oder Kompensationskondensatoren. Die Gesamtgerätestruktur sorgt für ausgezeichnete Netzrückwirkungen hinsichtlich der harmonischen Oberschwingungen in Strom und Spannung THD I/V und TDD (gemäß IEEE-519, IEC61800-3, G5/4-1). Die in den hier herangezogenen Normen genannten Grenzwerte werden schon in der Gerätegrundausführung eingehalten.
Der Umrichterwirkungsgrad übersteigt inklusive Transformator über den gesamten Drehzahlstellbereich betrachtet die 95 Prozent und erreicht über 96 Prozent bei einer Umrichterlast von größer 40 Prozent. Der Vorladestromkreis für den Multilevel-Netztransformator sorgt für eine anlaufstromfreie Magnetisierung des Transformatoreisenkreises und für die schonende Vorladung der Wechselrichter-Zwischenkreiskondensatoren.
Der Netztransformator sorgt für die Anpassung der Netzspannung an die Motorausgangsspannung und für eine Reduzierung der Gleichtaktspannung in der Motorwicklung. Zudem reduzieren sich die Gleichtaktströme über die Motorlager und führen zu einer Maximierung der Lagerstandzeiten.
Die in Glasfasertechnik ausgeführten Schnittstellen zwischen Umrichter-CPU und Leistungsteil für die IGBT-Ansteuerung, Temperaturüberwachung, Spannungs- und Stromrückführung erhöht die Störfestigkeit und isoliert Steuer- und Leistungsteil voneinander. Die Leistungsteile (H-Brücke) sind mit Kunststoff-Folienkondensatoren, Halbleitersicherungen und einer automatischen Wechselrichter-Bypass-Funktion ausgeführt und erzeugen damit eine höhere Systemverfügbarkeit im Fehlerfall. Die nahezu sinusförmigen Ausgangsspannung und -ströme führen bei den Motoren zu einer Reduzierung der Verlustleistung, weniger Schwingungen und Drehmomentpulsationen.
Der MVW3000 ist im Sinne einer erhöhten Zuverlässigkeit und Anlagenverfügbarkeit mit Motorschutzeinrichtungen zum Schutz vor Überlast, Überhitzung und Motor-Rotor-Blockade ausgestattet. Auch die Leistungsteil- und Transformatortemperatur wird permanent überwacht.
Als Komplettsystem vereinfacht der Systemumrichter die Installation und Inbetriebnahme. Die herausziehbaren Leistungsteile gewährleisten einfache Wartung und schnellen Austausch. Mit 3900 mm Breite, 2210 mm Höhe und 1100 mm Tiefe weist er außerdem eine kompakte Stellfläche auf. Darüber hinaus kann der Umrichter optional mit allen gängigen Industrieprotokollen wie Modbus, Profibus, Devicenet und Ethernet ausgestattet werden. tha
