MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Beperking van harmonischen Vereisten en oplossingen van Danfoss VLT Drives
<5%
Harmonische stroomvervorming
Verhoogt de capaciteit van uw voedingsnet en de levensduur van uw apparatuur
www.danfoss.com/contact
2
Harmonische vervorming – een toenemend probleem
De netspanning die de elektriciteitsmaatschappijen aan woningen, burelen en industrie leveren zou in principe zuiver sinusvormig moeten zijn, met een constante amplitude en een constante frequentie. Deze ideale situatie bestaat echter op geen enkel net meer. Dit is te wijten aan het feit dat gebruikers een nietsinusvormige stroom van het net afnemen of een niet-lineaire belasting hebben, zoals fluorescentielampen, lichtdimmers, spaarlampen en frequentieomvormers. Omwille van de voortdurende toename van niet-lineaire belastingen, worden de afwijkingen steeds ernstiger. Onregelmatige netspanning beïnvloedt de werking en de prestaties van elektrische uitrusting, zodat motoren, frequentieomvormers en transformatoren moeten worden overgedimensioneerd om een behoorlijke werking te behouden.
Interferentiebronnen ■ ■ ■ ■ ■ ■
Fluorescentielampen Vermogenomvormers Frequentieomvormers Lichtdimmers Computers Geschakelde voedingen
Apparatuur ontvankelijk Interferentie
Statutaire beoordelingsbasis De compatibiliteitsniveau’s volgens de standaards EN 50160/EN 61000 en EN 61000 voor industriële omgevingen zijn van toepassing binnen het kader van de EMC richtlijnen. Er wordt aangenomen dat wanneer deze niveau’s worden gerespecteerd bij het elektrische voedingsnet, alle toestellen en systemen hun specifieke functies storingsvrij zullen vervullen.
■ ■ ■ ■ ■
Stuursystemen Vermogenomvormers Frequentieomvormers Radio-ontvangers Datatransmissielijnen
Het ontstaan van netterugwerking De vervorming van de sinusoïdale spanningsvorm van het net als gevolg van intermitterende stroomafname door de daarop aangesloten gebruikers wordt “netterugwerking” genoemd. Experts verwijzen naar de relatieve harmonische vervorming van het net op basis van Fourier analyse en berekenen deze voor 50 Hz tot 2,5 kHz, wat overeenkomt met de 50ste harmonische frequentie.
Relatie tussen compatibiliteit, immuniteit en emissieniveau’s
Storingsniveau van het systeem
Immuniteitsniveau van de apparatuur
Normale verdeling van storings- en immuniteitsniveau’s
Een behoorlijk werkend productiesysteem wordt bekomen als elk geïnstalleerd toestel een immuniteit heeft die hoger is dan de totale toegestane netvervorming. Voor EN 61000-2-4 is het immuniteitsniveau minimaal 10% als het vooropgestelde hoogste distorsieniveau 5 of 8% is, naargelang de installatie. Dit laat zeer weinig delen van de installatie over (in het rood) met mogelijke tijdelijke problemen.
3
Iedere periodieke functie kan worden voorgesteld als de som van een reeks sinusvormige functies (zgn. Fourier analyse). De figuur toont de stroom die wordt opgenomen door een typische frequentieomvormer met DC spoelen. Onderaan wordt deze ontleed in zuiver sinusvormige curves. Alles behalve de zwarte curve staat voor vervorming, d.w.z. ongewenste en vaak schadelijke stromen.
Normalerwijze is de netspanning niet zuiver sinusoïdaal.
Een Fourier analyse is een ontleding van het niet-sinusvormig stroomverloop in de som van sinusvormige signalen met verschillende frequenties en amplitudes. Harmonische stroomvervorming wordt veroorzaakt door de gelijkrichterkring van de frequentieomvormer, typisch een 6-puls diodegelijkrichter. De harmonische stromen kunnen worden omschreven als reactieve stromen die zich bij de actieve stroom optellen. De hoeveelheid harmonische stroom wordt vaak omschreven als een percentage van de funtamentele stroom en wordt vaak totale harmonische stroomvervorming genoemd (ThiD).
Metingen tonen duidelijk vervorming van de netspanning aan ten gevolge van niet-lineaire gebruikers. Een eerste teken van harmonische vervorming is de afvlakking van de toppen van de sinus.
4
Gevolgen Overdreven vervorming veroorzaakt slechte werking. Het meest vastgestelde is voortijdige veroudering van elektronische stuursystemen, computers en apparatuur allerhande. Meestal is het effect niet meteen merkbaar, maar met de tijd zullen de totaalkosten toenemen, omdat apparatuur vaker moet vervangen worden.
Hoge harmonische vervorming veroorzaakt een lager algemeen rendement, belast compensatiesystemen en kan zelfs hun beschadiging veroorzaken. Harmonische stroomvervorming verhoogt de totale effectieve stroomwaarde en wanneer er geen rekening mee wordt gehouden kan dit leiden tot oververhitting van componenten zoals de voedingstransformator en de kabels. Beperken van de netterugwerking Netterugwerking van elektronische vermogenstuursystemen kan worden beperkt. Bij de Danfoss frequentieomvormers (*) wordt deze steeds beperkt door standaard ingebouwde filterelementen. Als het nodig is om de harmonische stromen in het voedingsnet verder te beperken, bv. bij een zwak net of bij een noodgroep, kan een netwerkanalyse aangewezen maatregelen aanduiden, zoals verder wordt beschreven in de brochure. (*) Behalve bij VLT® Micro Drive)
Vermijden van harmonische vervorming van netspanning en netstroom
Technieken voor het beperken van harmonischen Om potentiële problemen te vermijden en om conform te zijn aan standaards zoals productstandaard EN 61000-3-12, systeemstandaard EN 61000-2-4 of aanbevelingen zoals IEEE 519-1992 of G5/4, bestaan er verschillende technieken voor beperking van de harmonischen bij frequentieomvormers. De meest gebruikelijke oplossingen zijn: ■ AC-filterspoelen ■ DC-filterspoelen ■ Multi-puls gelijkrichters (12- en 18-puls) ■ Actieve filtering ■ Passieve filtering DC filterspoelen als standaard De VLT® HVAC Drive, VLT® AQUA Drive en VLT® AutomationDrive reeksen hebben standaard ingebouwde DC filterspoelen. Dit reduceert drastisch de netterugwerking en zorgt ervoor dat de omvormer voldoet aan de limietwaarden van EN 61000-3-12. Met deze sterk uitgebouwde tussenkring werken de frequentieomvormers van deze reeksen op een stabiele en hoogdynamische wijze, zelfs bij netspanningsverstoring en slechte netcondities. AC-filterspoelen De meest gebruikte en gemakkelijkste techniek voor beperking van harmonischen is het gebruik van AC filterspoelen in de netkring voor de
omvormer. De AC-spoelen filteren de stroom die door de omvormer wordt opgenomen. Daarbij kan een beduidend lagere stroomvervorming worden bekomen in vergelijking met een basistoestel zonder spoelen. Een gelijkaardaardig effect wordt bekomen met DC-filterspoelen. Daarbij komt echter dat DC-spoelen kleinere afmetingen hebben dan AC-spoelen, een hoger rendement hebben en geen verlaging van de DC-tussenkringspanning veroorzaken. Passieve harmonische filtering Er bestaan verschillende types passieve harmonischenfilters. Deze bestaan uit combinaties van spoelen en condensatoren, afgestemd op elke frequentieomvormer. De verschillende passieve filters kunnen ofwel zijn afgestemd op individuele beperking van harmonische vervorming, of globale beperking in een volledig frequentiebereik.
Ingebouwde DC tussenkringspoelen beperken de laagfrequente terugwerking naar het net en verhogen de levensduur van het toestel.
net met een hoge concentratie aan niet-lineaire belastingen die zijn aangesloten op dezelfde transformator. Zoals multi-puls omvormers hebben passieve filters een werking die afhankelijk is van de belasting en de netstabiliteit. De beperkingsfunctie van VLT® Advanced Harmonic Filters AHF 010 of AHF 005 is vergelijkbaar met een 12- of 18-puls systeem respectievelijk, maar ze hebben een hogere immuniteit voor belastingsveranderingen en/of spanningsvervormingen. Specifiek bij stromen lager dan 300 tot 400 A bieden de Danfoss AHF filters een prijsgunstig alternatief voor 12- en 18-puls omvormers, zelfs met een betere harmonischenverwerking.
Passieve harmonische filters bieden een praktische oplossing voor beperking van harmonischen bij een
Voordelen van AC- en DC-filterspoelen ■ Standaard en vaak ingebouwd ■ Effectieve stroomwaarde drastisch gereduceerd ■ Praktisch en gemakkelijk ■ Kostprijs in het toestel inbegrepen
Voordelen van DC-filterspoelen ■ Minder frequenties door de spoelen geeft minder verliezen dan bij AC spoelen (hoger rendement) ■ Kleinere afmetingen ■ Stabielere DC-spanning – langere levensduur van de condensatoren (kleinere DC-rimpel) – stabielere motorsturing
5
Vermijden van harmonische vervorming van netspanning en netstroom
Multi-puls 12- en 18-puls gelijkrichters werden jarenlang beschouwd als de standaard oplossing om de harmonische vervorming bij frequentieomvormers te beperken. In principe worden de 5de en 7de harmonische (en voor 18 puls ook de 11de en 13de) opgeheven door het gebruik van defaseringstransfo’s en twee of drie 6-puls diodegelijkrichters. Niettemin is een belangrijk nadeel van de multi-puls harmonische reductietechniek de gevoeligheid voor een niet-ideale voedingsspanning. Omdat er steeds enige onbalans of harmonische achtergrondvervorming aanwezig is, wordt een volledige eliminering van de 5de en 7de harmonische (11de en 13de) nooit echt bereikt. Actieve filtering Actieve filters zijn zeer efficiënt om harmonische frequenties tot 2 kHz te reduceren, en worden gebruikt als een alternatief voor ingebouwde DCof AC-filterspoelen of andere passieve filtertypes. Voor actieve filtering zoals Low Harmonic Drives en Active Front End Drives, moet worden aandacht
6
besteed aan de effecten boven 2 kHz, gegenereerd door deze toestellen zelf. Verdere maatregelen zijn vereist om het voedingsnet zuiver te houden. Standaard grenswaarden in dit hogere frequentiebereik zijn nog in het ontwerpstadium. De schakelfrequenties van actieve filters zullen een piek veroorzaken bij de schakelfrequentie van het filter zelf. Deze situeert zich weliswaar boven het bereik van de stroomnormering, maar storing van hogere orde is evengoed van belang.
Bij actieve filtering wordt de vervorming gemeten en geanalyseerd. Een correctiestroom wordt dan in tegenfase gegenereerd om de vervorming te compenseren.
De Danfoss VLT® Low Harmonic Drive daarentegen is een combinatie van een actief filter en een standaard AC-drive. Deze is ontworpen met zo weinig mogelijk componenten in de hoofdstroomkring.
Gebruikers dienen specifiek de filterfabrikant te vragen naar de emissiewaarden van de filters en de tegenmaatregelen die moeten genomen worden om de bedrijfszekerheid van hun systeem veilig te stellen.
De actieve compensatiekring is een parallelkring die stroom injecteert in tegenfase met de ongewenste stroomcomponenten van de drive. Met weinig componenten in de hoofdstroomkring wordt een hoog rendement bekomen in vergelijking met andere harmonischenoplossingen. Deze AFE oplossing wordt voorgesteld aan een optimale prijs, maar toch is de terugbetalingstermijn langer dan bij traditionele passieve filters.
VLT® Low Harmonic Drives VLT® Low Harmonic Drives zijn vaak Active Front End Drives waarbij de diodegelijkrichter is vervangen door een stuurbare IGBT-module die toelaat om energie terug naar het net te sturen.
Actieve filtering houdt de harmonische vervorming laag over het ganse belastingsbereik. De VLT® Low Harmonic Drives hebben niettemin als neveneffect een hoger EMC-storingsniveau zoals bij andere actieve oplossingen.
Harmonic Calculation Tool Simuleer de harmonische netvervorming met en zonder filter
Om overbelasting te vermijden en de netkwaliteit veilig te stellen, kunnen verschillende methodes voor beperken, vermijden of compenseren worden gebruikt bij systemen en toestellen die harmonische stromen veroorzaken. De VLT®Harmonic Calculation Tool MCT 31 kan worden gebruikt om reeds in het ontwerpstadium specifieke tegenmaatregelen in te plannen en daardoor de kwaliteit van uw systeem te waarborgen. De netterugwerking van elektronische apparatuur kan worden ingeschat tot op 2,5 kHz, afhankelijk van de systeemconfiguratie en de standaard limieten. De analyse omvat indicaties naar normovereenkomst.
De Windows structuur van de interface zorgt voor een intuïtief gebruik van de software.
software op een klare en duidelijke wijze het project.
De software is opgebouwd met de nadruk op gebruiksvriendelijkheid en is beperkt om alleen systeemparameters te gebruiken die normaal toegankelijk zijn. De Danfoss VLT® frequentieomvormers zijn reeds in de software geïntegreerd en bespoedigen het inbrengen van de gegevens. Gemakkelijke documentatie Alle gegevens die worden ingebracht kunnen worden gesorteerd, opgeslagen en opnieuw opgeroepen. Met een druk op de knop berekent de
De resultaten worden weergegeven in een tabel of diagram voor verschillende meetpunten in de configuratie. De toepassing signaleert met verwittigingssignalen waar de limietwaarden worden overschreden. Naast de stroomwaarden worden de spanningswaarden van de harmonische frequenties getoond. De documentatie wordt vervolledigd met een algemeen overzicht, met inbegrip van een schema met de gewenste standaards.
Bereken de harmonische vervorming Van de website www.danfoss.be/ drives/nl – www.danfoss.nl/drives kan de gratis VLT® Harmonic Calculation Tool MCT 31 worden gedownloaded, de meest up-to-date versie van de berekeningssoftware.
Vergelijking van harmonischenbeperking
Een vergelijking tussen verschillende methodes om harmonischen te beperken toont aan dat lage harmonische vervorming gepaard gaat met laag energierendement - behalve voor actieve filtering, waar het rendement relatief goed is.
100
100
80
96
60
92
40
88
20
84
0
No filter
AC coil
Passive filter
12-Pulse filter
18-Pulse filter
Active front-end
Low Harmonic Drive
| Energierendement (%)
| Geraamde THiD (%)
(combinatie drive en filter)
80
7
VLT® Advanced Harmonic Filter
De Danfoss AHF 005 en AHF 010 zijn geavanceerde harmonischenfilters die niet te vergelijken zijn met de conventionele passieve filters. De harmonischenfilters van Danfoss zijn speciaal ontwikkeld voor de frequentieomvormers van Danfoss.
Productoverzicht Netspanning ■ 380 – 415 V AC (50 Hz) ■ 380 – 415 V AC (60 Hz) ■ 440 – 480 V AC (60 Hz) ■ 500 – 525 V (50 Hz) ■ 690 V (50 Hz) Filterstroom ■ 10 A – 397 A ■ (Modules kunnen parallel worden geplaatst voor grotere vermogens) Beschermingsgraad van de behuizing ■ IP 20
Kenmerken Gebruiksvriendelijk Kleine, compacte behuizing Gemakkelijk te gebruiken in retrofit toepassingen Een filtermodule kan worden gebruikt voor meerdere frequentieomvormers Conform aan IEEE 519-1992 en fase 1 van toekomstige EN 61000-3-12 Eenvoudige inbedrijfstelling Geen periodiek onderhoud vereist
Door de Danfoss Advanced Harmonic Filters AHF 005 of AHF 010 in te zetten bij een frequentieomvormer van Danfoss, wordt de harmonische netvervorming tot een minimum beperkt. Danfoss Advanced Harmonic Filters bieden prijsgunstige en zeer robuuste oplossingen, specifiek voor het laagvermogenbereik.
Voordelen Past in een paneel Bijzonder flexibel Lagere systeemkosten Installatie in veeleisende omgevingen Geen aanpassing nodig Geen exploitatiekosten
Efficiënt AHF 005 vermindert de totale harmonische vervorming van de stroom tot 5% AHF 010 vermindert de totale harmonische vervorming van de stroom tot 10% Lage filterverliezen
Vermindert de transformatorbelasting Vermindert de transformatorbelasting Hoog rendement (> 0,98)
Specificaties Netspanning Frequentie Overbelastingsstroom Rendement Arbeidsfactor Omgevingstemperatuur
8
± 10% ± 5% 160% gedurende 60 seconden 0,98 0,80 bij 50% belasting 0,99 bij 100% belasting 1,0 bij 150% belasting 5-40 °C zonder declassering
Stroom en vervormingsspectrum bij maximale belasting
Bestelnummers IAHF,N
Typisch zonder filter
Zonder filter
10 A 19 A 26 A 35 A 43 A 72 A 101 A 144 A 180 A 217 A 289 A 324 A 370 A 434 A 578 A 613 A
IAHF,N
Met AHF 010
10 A 19 A 26 A 35 A 43 A 72 A 101 A 144 A 180 A 217 A 289 A 324 A 370 A 434 A 578 A 648 A
380 V – 415 V (50 Hz) Typical motor AHF 005 used (kW) 4, 5.5 175G6600 7.5 175G6601 11 175G6602 15, 18.5 175G6603 22 175G6604 30, 37 175G6605 45, 55 175G6606 7.5 175G6607 90 175G6608 110 175G6609 132, 160 175G6610 175G6611 200 175G6688 250 2 x 175G6609 315 2 x 175G6610 350 175G6610 + 175G6611
175G6622 175G6623 175G6624 175G6625 175G6626 175G6627 175G6628 175G6629 175G6630 175G6631 175G6632 175G6633 175G6691 2 x 175G6631 2 x 175G6632 175G6632 + 175G6633
380 V – 415 V (60 Hz) Typisch gebruikte AHF 005 motor (pk) 6 130B2540 10, 15 130B2460 20 130B2461 25, 30 130B2462 40 130B2463 50, 60 130B2464 75 130B2465 100 130B2466 125 130B2467 150 130B2468 200 130B2469 250 130B2470 300 130B2471 350 130B2468 + 130B2469 450 2 x 130B2469 500 2 x 130B2470
130B2541 130B2472 130B2473 130B2474 130B2475 130B2476 130B2477 130B2478 130B2479 130B2480 130B2481 130B2482 130B2483 130B2480 + 130B2481 2 x 130B2481 2 x 130B2482
AHF 010
AHF 010
440 V – 480 V IAHF,N
Met AHF 010
19 A 26 A 35 A 43 A 72 A 101 A 144 A 180 A 217 A 289 A 324 A 370 A 506 A 578 A
Typisch gebruikte motor (pk) 10, 15 20 25, 30 40 50, 60 75 100, 125 150 200 250 300 350 450 500
AHF 005
AHF 010
175G6612 175G6613 175G6614 175G6615 175G6616 175G6617 175G6618 175G6619 175G6620 175G6621 175G6689 175G6690 175G6620 + 175G6621 2 x 175G6621
175G6634 175G6635 175G6636 175G6637 175G6638 175G6639 175G6640 175G6641 175G6642 175G6643 175G6692 175G6693 175G6642 + 175G6643 2 x 175G6643
500 V – 525 V IAHF,N
Met AHF 005
10 A 19 A 26 A 35 A 43 A 72 A 101 A 144 A 180 A 217 A 289 A 324 A 434 A 469 A 578 A
Typisch gebruikte motor (kW) 4, 5.5 7.5, 11 15, 18.5 22 30 37, 45 55, 75 90, 110 132 160 200 250 315 355 400
Met AHF 005
AHF 005
AHF 010
175G6644 175G6645 175G6646 175G6647 175G6648 175G6649 175G6650 175G6651 175G6652 175G6653 175G6654 175G6655 2 x 175G6653 175G6652 + 175G6654 2 x 175G6654
175G6656 175G6657 175G6658 175G6659 175G6660 175G6661 175G6662 175G6663 175G6664 175G6665 175G6666 175G6667 2 x 175G6665 175G6664 + 175G6666 2 x 175G6666
690 V IAHF,N 43 A 72 A 101 A 144 A 180 A 217 A 289 A 324 A 370 A
Typisch gebruikte motor (kW) 37, 45 55, 75 90 110, 132 160 200 250 315 400
AHF 005
AHF 010
130B2328 130B2330 130B2331 130B2333 130B2334 130B2335 130B2331 + 130B2333 130B2333 + 130B2334 130B2334 + 130B2335
130B2293 130B2295 130B2296 130B2298 130B2299 130B2300 130B2301 130B2302 130B2304
9
VLT® 12-puls Drives Beperkte harmonischen en verhoogde netwerkstabiliteit
Wanneer beperkte harmonischen en verhoogde netwerkstabiliteit worden gevraagd voor hoogvermogentoepassingen, biedt de Danfoss VLT® 12puls Drive een uitstekende oplossing. Twee standaard 6-puls gelijkrichters worden in parallel op een driefasenstelsel geschakeld via een 30° defaseringstransformator. Door de faseverschuiving worden door de stromen in de secundaire kring de 5de, 7de, 17de en 19de harmonischen in de primaire kring geëlimineerd.
De Danfoss VLT® 12-puls Drive zorgt voor harmonischenbeperking zonder capacitieve, inductieve of resistieve elementen toe te voegen, die vaak een uitgebreide netanalyse vereisen om systeemresonantie te vermijden. De VLT® 12-puls Drive is een frequentieomvormer met hoog rendement, die gebouwd is volgens hetzelfde modulair design als de welgekende 6-puls High Power Drives, wat instaat voor uitzonderlijke flexibiliteit, soepelheid en betrouwbaarheid in veeleisende industriële toepassingen.
Dit resulteert in een THiD van ongeveer 10% in vergelijking met een THiD van 30% tot 50% in een 6-puls drive met filterspoelen.
Vermogenbereik 250 kW – 1,4 MW
■
Spanningsbereik ■ 380 – 690 Volts Behuizing ■ IP 21/NEMA Type 1 ■ IP 54/NEMA Type 12 Toestelreeks ■ VLT® HVAC Drive FC 102 ■ VLT® AQUA Drive FC 202 ■ VLT® AutomationDrive FC 302 De perfecte oplossing voor ■ Zwakke netten ■ Beperking van harmonische netvervorming ■ Installaties met generatorvoeding ■ Step Down, Step Up toepassingen ■ Drives die moeten worden gescheiden van het net Helpt om de standaards voor harmonischen na te komen ■ IEEE-519 1992 ■ EN 61000-2-4 ■ G5/4
10
Kenmerken
Voordelen
Gemeenschappelijk stuursysteem voor kleinere drives Beproefde vermogenelektronica
Gebruiksgemak: als u één drive kent, kent u ze allemaal Betrouwbare werking Componenten via voorzijde toegankelijk voor gemakkelijke service Snelle en eenvoudige vervanging
Modulair design Back-channel koeling
Lagere vereisten voor onderhoud Langere levensduur
Rittal TS8 kasten in uitvoering IP 21 (NEMA1) or IP 54 (NEMA 12)
Eenvoudige uitbreiding
RFI filter klasse A1
Beperkte EMI/RFI zonder behoefte aan externe filters
DC-tussenkringspoelen
Beperkte harmonischen over het ganse netwerk Lage verliezen voor hoog systeemrendement
DC-tussenkringzekeringen Printkaarten met beschermende coating
Beperkt harmonisch impact
Onafhankelijke bescherming van de inverters Bescherming tegen corrosieve omgeving Beperkt risico op systeemresonantie Beperking van foutieve werking van geïnstalleerde apparatuur Beperking van slechte werking van toestellen
400 V AC Normale overbelasting A kW 600 315 648 355 745 400 800 450 880 500 990 560 1120 630 1260 710 1460 800 1720 1000
Hoge overbelasting A kW 480 250 600 315 658 355 695 400 800 450 880 500 990 560 1120 630 120 710 140 800
Specificaties Frame
Stuur- en gebruiksopties F0
dU/dt filters Sinusfilters (LC-filters) F5
Opties op behuizingen F6
Hoge overbelasting A pk 443 350 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 100 900 110 1000 1380 1200
Voor verbetering van motorisolatiebescherming met opties om de taakprioriteiten te programmeren Beperken van motorgeluid Deurvergrendeling Kastverlichting en stopcontacten Verwarmingselementen en thermostaten
Modulaire toepassingsopties
Plug-and-play modules vergemakkelijken aanpassing van de drives voor inbedrijfname en service
Bewakingsopties
RCD (Residual Current Device) IRM (Insulation Resistance Monitor) Motortemperatuurbewaker
Vermogenopties
RFI filter klasse A2 Werkschakelaar (netschakelaar) (6) AC-halfgeleiderzekeringen
460 V Normale overbelasting A pk 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 1050 900 1160 1000 1380 1200 1530 1350
24 V DC geregelde voeding Kring beveiligd met zekering 30 A Manuele motorstarters NAMUR aansluitingen
Frame
F0
F5
F6
575 V Normale overbelasting A pk 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 1050 900 1160 1000 1380 1200 1530 1350
Hoge overbelasting A pk 443 350 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 100 900 110 1000 1380 1200
Frame
F0
F5
F6
690 V Normale overbelasting A kW 450 400 500 500 570 560 630 630 730 710 850 800 945 900 1060 1000 1260 1200 1415 1400
Hoge overbelasting A kW 380 355 410 400 500 500 570 560 630 630 730 710 850 800 945 900 110 1000 120 1200
Frame
F0
Back-channel koeling F5
F6
Kastafmetingen [mm] Frame F0 F5 F6
Diepte 2280
Breedte 800 1600 2000
Ons uniek ontwerp maakt gebruik van een achterin geplaatst luchtkanaal (back-channel) om de koellucht over de koelelementen te leiden met een minimale luchtstroom doorheen het elektronisch gedeelte.
Hoogte 607
Dit laat toe om 85% van de warmteverliezen rechtstreeks buiten de behuizing af te voeren, met
toename van de betrouwbaarheid en verlenging van de levensduur, door een dramatische verlaging van de temperatuur en contaminatie van de elektronische componenten. Er is een IP 54 afdichting tussen het luchtkanaal en het elektronisch kastgedeelte van de VLT® Low Harmonic Drive.
11
VLT® Low Harmonic Drive VLT® AQUA Drive, VLT® AutomationDrive en VLT® HVAC Drive zijn nu beschikbaar in Low Harmonic versie
VLT® Low Harmonic Drives ontzien de motoren op gebied van uitgangsimpuls- en asspanningen, vergelijkbaar met motoren conform aan IEC 60034-17/25 en NEMA-MG1-1998 deel 31.4.4.2, zoals bij standaard VLT® drives. De nieuwe VLT® Low Harmonic Drives hebben dezelfde modulaire opbouw als de standaard drives en hebben gelijkaardige kenmerken: hoog energierendement, back-channel koeling en gebruiksvriendelijke bediening.
Waar de prestaties van andere Low Harmonics technologieën afhankelijk zijn van de stabiliteit van het net en waar de belasting een invloed heeft op de aansturing van de motor, regelt
De perfecte oplossing voor: Voldoen aan de strengste richtlijnen en standaards voor harmonischen ■ Installaties met generatorvoeding ■ Installaties met generator back-up ■ Zwakke netten ■ Installaties met drives op een net met beperkte overbelastbaarheid ■
Spanningsbereik ■ 380 – 480 V AC 50 – 60 Hz Vermogenbereik ■ 132 – 630 kW Hoge overbelastbaarheid ■ 160 – 710 kW Normale overbelastbaarheid (overeenkomstige drive frames D, E en F) Dichtheidsgraad ■ IP 21/NEMA 1, IP 54 Hybride
de nieuwe Danfoss VLT® Low Harmonic Drive voortdurend de net-en belastingscondities zonder de motorsturing te beïnvloeden.
Kenmerken
Voordelen
Energiebesparing
Lagere werkingskosten
Energiebesparende functies (o.a. sleep mode, standby mode). Variabele schakelfrequentie voor lagere schakelverliezen Hoog productrendement bij netwijzigingen
Energiebesparing
Beperkte harmonischen Back-channel koeling (85% warmte afgevoerd via back channel) Ongeëvenaarde robuustheid Stevige behuizing Uniek koelingsconcept zonder luchtstroom over de elektronica Printkaarten met beschermende laklaag 100% getest in de fabriek Hoogst mogelijke harmonischenbeperking Maximum 5% THiD Weerstaat aan spanningsonbalans en netvervorming Dynamische regeling voor belastingsveranderingen Alles ingebouwd Modulaire opbouw en een ruim aanbod aan opties Decentrale I/O sturing via seriële communicatie Geïntegreerde EMC (RFI) filters Gebruiksvriendelijk Bekroond grafisch display met 27 talen Volledig overzicht van netcondities Tijdstracering van netcondities
12
De VLT® Low Harmonic Drives voldoen aan de strengste harmonische richtlijnen en geven de gebruiker uitgebreide informatie betreffende de werking van het toestel t.o.v. het net, met inbegrip van een grafisch overzicht van de netsituatie.
Betere power factor en beperkte belasting van het voedingsnet Minder transformator-, schakel- en kabelverliezen Minder koeling vereist voor het technisch lokaal Minder verbruik door ventilatoren Maximale werktijd Onderhoudsvrij Probleemloos bedrijf in agressieve omgevingen Probleemloos bedrijf in agressieve omgevingen Probleemloze werking Besparing op begin- en werkingskosten Voldoet aan de strengste richtlijnen voor harmonischen Optimale capaciteit van net of generator, meer drives mogelijk op hetzelfde net Energie-optimalisatie Lage investering Lage begininvestering met maximale flexibiliteit en mogelijkheid voor toekomstige upgrades Gereduceerde kosten voor bekabeling en externe I/O sturing Voldoet aan EN 55011 (A1 optioneel, A2 standaard) Besparing op inbedrijfnameen werkingskosten Efficiënte inbedrijfname en werking Beperkte nood aan testapparatuur Beperkte nood aan testapparatuur
PC software
Specificaties
MCT 10 Ideaal voor inbedrijfname, service en bedrijfslogging.
Beperking van de harmonischen
Voldoet aan RoHS
Vermogenfactor Cos φ
VLT® Low Harmonic Drives worden geproduceerd met respect voor het milieu en voldoen aan de RoHS richtlijn.
< 5% THID Voldoet aan individuele harmonische niveau’s IEEE 519 voor ISC/IL>20 Voldoet aan EN/IEC61000-3-4 / IEC61000-3-12 > 0,98 > 0,98
PC software en gebruikersinterface
Functionele settings voor ingebruikname Instelfunctie voor configuratie en installatie Gebruikerssettings en informatiefunctie Functie van het bedieningspaneel Data logger en event logging functies Netmonitoring- en meetfunctie Filterbelastings- en statusfunctie Software update functie
LCP voorschriften
UL-fi le. CE markering, cULus (UL508C) en c-tick (AS/NZS 2064) IEEE519/EN 61000-3-xx richtlijnen voor beperking van harmonischen IEEE587/ANSI C62.41/ EN61000-4-5 piekimmuniteit EN 55011 electromagnetiche compatibiliteit EN 50178, EN 60146 safety/design
Opties ■ ■
dU/dt filters Beschermen de motorisolatie Sinusfilters (LC filters) Reduceren motorgeluid
Back-channel koeling Ons uniek ontwerp maakt gebruik van een achterin geplaatst luchtkanaal (back-channel) om de koellucht over de koelelementen te leiden met een minimale luchtstroom doorheen het elektronisch gedeelte. Dit laat toe om 85% van de warmteverliezen rechtstreeks buiten de behuizing af te voeren, met toename van de betrouwbaarheid en verlenging van de levensduur, door een drastische verlaging van de temperatuur en van de contaminatie van de elektronische componenten.
-10° C tot +45° C, tot 1000 m boven zeeniveau, bij relatieve vochtigheid van 5 – 85% RH, klasse 3K3 (functies behouden tot 95% RH niet condenserend) Optioneel Klasse A2 standaard, klasse A1 optioneel Luchtkoeling met primaire luchtstroom door back-channel
Omgevingstemperatuur Vermogenzekeringen RFI filtering Koeling
F E
D
Er is een IP 54 afdichting tussen het luchtkanaal en het elektronisch kastgedeelte van de VLT® Low Harmonic Drive.
400 VAC (380 – 480 VAC) Normale Overbelasting Vermogen
Stroom
Hoge Overbelasting Vermogen
Stroom
Afmetingen Frame
HxBxD IP 21 [mm]
Gewicht
kW
[A]
kW
[A]
160
315
132
260
kg
200
395
160
315
250
480
200
395
315
600
250
480
596
355
658
315
600
623
400
745
355
658
450
800
400
695
646
500
880
450
800
2009
560
990
500
880
630
1120
560
990
710
1260
630
1120
380 D
1740 x 1260 x 380
380 406
E
F
2000 x 1440 x 500
2200 x 3700 x 600
646
2009 2009 2009
13
VLT® Advanced Active Filter AAF 005
Danfoss VLT® Advanced Active Filters elimineren harmonische vervorming, veroorzaakt door nietlineaire belastingen en verbeteren de vermogenfactor. Danfoss VLT® Advanced Active Filters detecteren harmonische vervorming die afkomstig is van niet-lineaire belastingen en genereren een signaal met tegenovergestelde fase om op die manier een optimale sinusvorm en een vermogenfactor van 1 te realiseren.
VLT® High Power Drives, inclusief de hoge energie-efficiëntie, eenvoudige bediening, back-channel koeling en optimale behuizing. De Danfoss VLT® Advanced Active Filters worden gebruikt in combinatie met een individuele omvormer als compacte geïntegreerde oplossing of als stand-alone oplossing op een centrale plaats voor het compenseren van een gezamenlijk aantal belastingen. De Danfoss actieve filters werken ook op middenspanningsniveau na een step-down transformator.
De modulaire opbouw van de filters biedt dezelfde voordelen als de
De perfecte oplossing voor ■ Herstellen van zwakke netten ■ Verhogen van netcapaciteit ■ Verhogen van generatorvermogen ■ Voldoen aan de vereisten voor compacte retrofit ■ Veilig stellen van gevoelige omgevingen ■ Besparen van energie Spanningsbereik ■ 380 – 480 V AC 50 – 60 Hz Vermogenbereik 190 A, 250 A, 310 A, 400 A, 500 A. Voor hogere vermogens kunnen tot vier eenheden in parallel worden geschakeld. Dichtheidsgraad ■ IP 21, IP 54 Hybride
14
Kenmerken
Voordelen
Energiebesparing
Lagere werkingskosten
Verbetering van de vermogenfactor Vastlegging van stuurprioriteiten Automatische aanpassing bij netwijzigingen
Energiebesparing
Verhoging van het transformatorrendement Beperking van de kabelverliezen Back-channel koeling Minder koeling van het lokaal vereist (85% van de warmte afgevoerd via back-channel) Minder ventilatorverbruik Beperking van de harmonischen
Betrouwbaar Geen onderbreking bij overbelasting Hoge bestendigheid tegen achtergronddistortie en spanningsonevenwicht Zelfbeveiliging In optie, werkschakelaar en zekeringen
Maximale bedrijfstijd Langere bedrijfstijd
Geen externe schakelaar vereist Lagere toesteltemperatuur Back-channel koeling Langere levensduur Printkaarten met beschermende laklaag Hogere bescherming tegen stof Retrofit zonder afbouw van bestaande toestellen Tijd- en kostenbesparing Gebruiksvriendelijk Bespaar initiële- en werkingskosten Bekroond bedieningspaneel (LCP) Efficiënte inbedrijfname en werking Zelfde compacte behuizing als de Welgekende en gemakkelijke installatie in frequentie-omvormer beperkte installatieruimte Modulair ontwerp Laat snelle installatie toe Gelijkaardige componenten zoals bij de Snelle en gemakkelijke service frequentie-omvormers Automatische stroomsensoraanpassing Minder werk bij inbedrijfname Tijdbesparing bij inbedrijfname Compatibel met VLT® software Geeft ondersteuning voor analyse
PC software
Specificaties
MCT 10 Ideaal voor inbedrijfname, service, monitoring en bedrijfslogging.
Vereisten voor CT
Drie stroomsensoren (CT’s), bij installatie gekoppeld aan de fasen L1, L2, en L3
Werkingsmodes
Mode 1: Harmonische compensatie Mode 2: Harmonische compensatie en correctie van de vermogenfactor met opties voor programmatie van de taakprioriteiten
Beperking van de harmonischen
< 5% THiD van de nominale niet-lineaire belastingsstroom aan de PCC
Beheer van de harmonischen
Individuele compensatie van de oneven harmonischen (5ste tot 25ste) Volledige compensatie van alle harmonischen (2de tot 25ste) en correctie van de vermogenfactor
Compatibiliteit
De uitrusting is compatibel voor field installatie samen met bestaande actieve filters
PC software en gebruiksinterface
Tool voor inbedrijfname Settings voor configuratie en installatie Gebruikerssettings en informatie Bedieningspaneel Data- en event logger Netwerkmonitoring en metingen Filterbelasting en status Software update functie
LCP richtlijnen
Ul-file. CE markering, cULus(UL508C) en c-tick (AS/NZS 2064). IEEE519/EN61000-3-xx Harmonic Mitigation Guidelines IEEE587/ANSI C62.41/ EN61000-4-5 Surge Immunity EN55011 Electromagnetische compatibiliteit EN50178, EN60146 Safety/Design
Voldoet aan RoHS richtlijn De VLT® Active Filters worden geproduceerd met respect voor het milieu en voldoen aan de RoHS richtlijn.
Grid
M
-10° tot +45° C, tot 1000 meter boven de zeespiegel, met relatieve vochtigheid van 5 – 85% RH, klasse 3K3 (functies behouden tot 95% RH, niet condenserend) In optie Klasse A2 standaard, klasse A1 in optie Primaire luchtkoeling via back-channel Nominale secundaire stroom 1A en 5A Nominaal schijnbaar vermogen 0,5 VA Nauwkeurigheidsklasse 0,5 of beter
Omgevingstemperatuur
M
Vermogenzekeringen RFI filtering Koeling
Group compensation
Standaard stroomsensoren Retrofit
E D
400 VAC (380 – 480 VAC) Totale stroom [A]
RFI A2, IP 21, T4
190 250 310 400
AAF005A190T4E21H2GCxx AAF005A250T4E21H2GCxx AAF005A315T4E21H2GCxx AAF005A400T4E21H2GCxx
Bestelcode Frame
Afmetingen (H x B x D)
Gewicht
IP 21, IP 54 D
1740 x 600 x 380 mm
340 kg
E
2000 x 600 x 500 mm
454 kg
Max. reactief [A]
Max. harmonisch [A]
190 250 310 400
170 225 280 360
Max. individuele harmonische compensatie [A] I5
I7
I11
I13
133 95 61 53 175 125 80 70 217 155 99 87 280 200 128 112
I17
I19
I23
I25
38 50 62 80
34 45 56 72
30 40 50 63
27 35 43 57
15
Waar het bij VLT® om draait Danfoss is één van de marktleiders op het gebied van frequentieomvormers – en wordt steeds vaker toegepast.
Milieuvriendelijk De VLT® omvormers worden geproduceerd met respect voor zowel het milieu als de sociale omgeving. Bij het plannen en uitvoeren van haar activiteiten houdt Danfoss altijd rekening met de individuele werknemer, de werkomgeving en het milieu. Bij de productie is geen sprake van vervuiling door geluid, rook of anderszins en er wordt verantwoord omgegaan met afvalstoffen en -producten. Wereldwijd UN Convenant Danfoss heeft het Universele UN Convenant ondertekend betreffende sociale en milieugebonden verantwoordelijkheden en al onze bedrijfsonderdelen houden rekening met lokale waarden en normen. EU richtlijnen Alle fabrieken zijn gecertificeerd volgens de ISO 14001 standaard en voldoen aan de EU richtlijn betreffende General Product Safety (GPSD) en de Machinerichtlijn. Bij alle Danfoss VLT Drives producten wordt de EU richtlijn toegepast betreffende RoHS (Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment). Alle nieuwe producten worden ontworpen volgens de EU richtlijn WEE (Waste Electrical and Electronic Equipment).
Gespecialiseerd in frequentieomvormers Specialisatie is altijd het sleutelwoord geweest sinds Danfoss in 1968 als eerste de in serie geproduceerde frequentieomvormer voor draaistroommotoren introduceerde – en hem VLT® noemde. Tegenwoordig concentreren meer dan tweeduizend Danfoss medewerkers in meer dan honderd landen zich op de ontwikkeling en het fabriceren, verkopen en onderhouden van frequentieomvormers en softstarters. Intelligent en vernieuwend Danfoss VLT Drives heeft gekozen voor een modulair concept, zowel voor de ontwikkeling als bij het ontwerp, de productie en de configuratie van de omvormers.
Vertrouw op de experts Wij nemen de volle verantwoordelijkheid voor elk onderdeel van onze producten. Het feit dat wij alle functies, hardware, software, vermogenmodules, elektronica en accessoires zelf ontwikkelen en produceren, is uw garantie voor hoge kwaliteit en betrouwbaarheid. Locale ondersteuning – wereldwijd VLT® frequentieomvormers worden over de hele wereld gebruikt en de experts van Danfoss VLT Drives staan in meer dan 100 landen klaar om de klant waar ook ter wereld ondersteuning te bieden en service te verlenen. De experts van Danfoss VLT Drives rusten pas als het aandrijfprobleem van de klant is opgelost.
Zo is het mogelijk nieuwe functies tegelijkertijd en onafhankelijk van elkaar te ontwikkelen, waardoor or deze sneller beschikbaar zijn en de omvormers steeds aan de laatste eisen n van de techniek voldoen.
Product impact Met de frequentieomvormers die Danfoss in één jaar produceert wordt een energiebesparing gerealiseerd die overeenkomt met de energieproductie van een gemiddelde energiecentrale. Tegelijkertijd wordt een betere procesvoering gerealiseerd die zorgt voor een verbetering van de productkwaliteit, een beperking van de hoeveelheid afval en een verhoging van de levensduur van productiemachines.
Danfoss VLT Drives, A. Gossetlaan 28, 1702 Groot-Bijgaarden, België, Tel: +32 (0)2 525 07 11, Fax: +32 (0)2 525 07 57, E-mail:
[email protected], www.danfoss.be Danfoss VLT Drives, Adm. Lucashof 3, 3115 HM Schiedam, Nederland, Tel: +31 (0)10 2492050, Fax: +31 (0)10 2492041, E-mail:
[email protected], www.danfoss.nl
DKDD.PB.41.A2.10
VLT® is een handelsmerk van Danfoss A/S
Produced by PE-MMSC 2010.10
