MAKING MODERN LIVING POSSIBLE. Omezování vlivu harmonických. Požadavky na zařízení a řešení s měniči Danfoss

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Omezování vlivu harmonických Požadavky na zařízení a řešení s měniči Danfoss

2

Harmonické zkreslení – stále větší problém

Síťové napětí, které je dodáváno do domácností, průmyslu i kanceláří, by mělo být sinusového průběhu s konstantní amplitudou a konstantním kmitočtem. Tato ideální situace se dnes již v podstatě v žádné elektrorozvodné síti nevyskytuje. Příčinou je především to, že spotřebitelé odebírají ze sítě nesinusový proud nebo používají spotřebiče s nelineárními charakteristikami, např. zářivky, stmívače, úsporné zářivky nebo frekvenční měniče. Vzhledem ke stále častějšímu využívání nelineárních zátěží představují odchylky v síti stále vážnější problém. Nepravidelnosti v dodávce elektřiny ovlivňují chování a práci elektrického zařízení, a tak je nutné dimenzovat motory, frekvenční měniče a transformátory s větší rezervou, bez které by natrvalo nemohly řádně pracovat.

Zdroj interferencí

Interference ruší

např.: ■ Zářivky ■ Výkonové měniče ■ Frekvenční měniče ■ Stmívače ■ Počítače ■ Komutované zdroje

např.: ■ Řídicí systémy ■ Výkonové měniče ■ Frekvenční měniče ■ Rádiové přijímací systémy všeobecně ■ Vodiče pro přenos dat

Interference

Statutární základ vyhodnocování Úrovně kompatibility ze standardů EN 50160/EN 61000 a (pro průmyslové prostředí) též z EN 61000 platí v rámci platnosti směrnice o EMC. Principielně se předpokládá, že v případě dodržení těchto úrovní plní všechny systémy a jednotky svou specifikovanou funkci, aniž by narušovaly provoz elektrorozvodných sítí.

Jak dochází ke zpětným vlivům Zkreslování sinusového průběhu napětí elektrorozvodné sítě v důsledku přerušovaného odběru elektrické energie spotřebiteli napojenými na ni se nazývá „zpětná vazba sítě“. Odborníci hovoří o relativním obsahu harmonických v síti na základě Fourierovy analýzy. V případě sítí o kmitočtu 50 Hz se provádí výpočet harmonických do 2,5 kHz, tj. kmitočtu, který odpovídá 50. harmonické.

Vztah mezi kompatibilitou, imunitou a úrovněmi emisí

Úroveň rušení v systému

Stupeň imunity zařízení

Normální rozdělení úrovně rušení a imunity

Výrobní systém pracuje uspokojivě, pokud imunita každého nainstalovaného zařízení je vyšší než celkové dovolené zkreslení v síti. Z hlediska EN 64000-2-4 činí úroveň imunity min. 10% v případě plánované nejvyšší úrovně zkreslení 5 nebo 8% (záleží na konkrétní instalaci). Pak zůstává jen velmi málo částí (červeně vybarvená oblast) instalace vystaveno dočasným problémům.

3

Každou periodickou funkci lze vyjádřit jako sumu řady sinusových průběhů (rozklad se nazývá „Fourierova transformace“). Obrázek znázorňuje proud, který odebírá typický pohon se stejnosměrnými vinutími. Dole je uveden jeho rozklad v čistě sinusových průbězích. Až na modrý průběh zde vše představuje zkreslení – nežádoucí a často i škodlivé proudy.

Běžně nebývá napětí v rozvodných sítích ideálně sinusové.

Fourierova analýza udává rozklad nesinusového průběhu proudu na sumu sinusových signálů o různých frekvencích a amplitudách. Harmonické zkreslení proudu způsobuje část pohonu o proměnných otáčkách, která obsahuje usměrňovač. Vesměs se jedná o šestipulsní diodový usměrňovač. Harmonické proudy lze vyjádřit jako jalový proud, který se přičítá k činnému proudu. Míra harmonického zkreslení proudu se často vyjadřuje jako procento základního proudu. Je známá pod pojmem „celkové harmonické zkreslení proudu“ (THID – total harmonic current distortion).

Z výsledků měření je patrné zkreslení síťového napětí v důsledku nelineárních spotřebičů. Prvním ukazatelem harmonického zkreslení jsou „zploštělé špičky“ průběhu napětí.

Důsledky Nadměrné zkreslení způsobuje funkční poruchy. Nejběžnější z nich je předčasné stárnutí elektronických řídicích systémů, počítačů a regulačních prvků. Ten nejběžnější účinek není patrný hned, avšak časem bude zvyšovat provozní náklady systému, protože

4

jeho zařízení bude třeba vyměňovat častěji než za jiných okolností. Vysoký obsah harmonických způsobuje celkově nižší účinnost, zatěžuje jinak nečinné kompenzační systémy, může dokonce vést až k jejich zničení. Harmonické zkreslení proudu zvyšuje efektivní hodnotu proudu a – není-li bráno v potaz – může vést k přehřívání komponent, např. napájecích transformátorů nebo kabelů. Omezování zpětného vlivu Zpětný vliv od elektronických řídicích systémů lze omezovat. U frekvenčních měničů Danfoss* se tohoto omezení standardně dosahuje pomocí vestavěných filtračních elementů. Je-li nezbytné dále snížit obsah harmonických v rozvodných sítích, jako tomu bývá např. u slabých sítí nebo v případě nouzových energetických operací, mohou z analýzy sítě vyplynout vhodná opatření, jak bude uvedeno dále v tomto prospektu.

(*s výjimkou VLT® Micro Drive )

Jak předcházet harmonickému zkreslení napětí a proudu v síti

Způsoby omezování harmonických Z hlediska prevence možných problémů, resp. pro dodržení podmínek standardů, např. normy pro výrobky EN 61000-3-12, normy pro systémy EN 61000-2-4 či jednotlivých doporučení typu IEEE 519-1992 či G5/4 je k dispozici několik různých technik pro omezování obsahu harmonických u pohonů s proměnnými otáčkami. Nejobvyklejšími řešeními jsou: ■ AC – tlumivky ■ DC – tlumivky ■ Vícepulzní (12- a 18- pulzní) usměrňovače ■ Aktivní filtry ■ Pasivní filtry DC řešení jako standard Měniče VLT® řad HVAC (pro vzduchotechniku), AQUA (pro vodní hospodářství) a Automation Drive (pro průmyslové aplikace) mají vestavěné tlumivky ve stejnosměrném meziobvodu. Toto řešení podstatně omezuje zpětnou vazbu sítě a zajišťuje splnění limitů stanovených v EN 61000-3-12 na straně měničů. S tímto robustně provedeným stejnosměrným meziobvodem pracují zmiňované měniče zcela bezproblémově a s vysokou dynamikou i při častém narušování průběhu napájecího napětí a za špatných podmínek v síti. AC cívky Nejběžnější a nejsnazší technika

omezování harmonických spočívá v zařazování AC tlumivek před měnič kmitočtu. Střídavé tlumivky vyhlazují proud, který odebírá měnič, ve vedení. Takto lze dosáhnout významně nižšího zkreslení proudu ve srovnání s frekvenčním měničem bez tlumivek. Podobného efektu lze dosáhnout i se stejnosměrnými tlumivkami. Ovšem výhodou stejnosměrných tlumivek, ve srovnání se střídavými, jsou fyzicky menší rozměry, mají vyšší účinnost a nesnižují stejnosměrné napájecí napětí. Pasivní odfiltrování harmonických Existuje mnoho různých pasivních harmonických filtrů. Tvoří je kombinace cívek a kondenzátorů vyladěných pro potřeby jednotlivých pohonů. Různé pasivní filtry jsou naladěny buď pro vyrušení jednotlivých harmonických, nebo pro omezení šíře frekvenčního pásma.

Vestavěné tlumivky ve stejnosměrném meziobvodu omezují nízkofrekvenční zpětný vliv na síť a prodlužují životnost měniče.

vání vlivu harmonických na napájecí soustavy o vysoké koncentraci nelineárních zátěží připojených ke stejnému rozvodnému transformátoru. Stejně jako u vícepulzních pohonů závisí funkce pasivních filtrů na zatížení a stabilitě sítě. Omezující účinek vlivu harmonických u moderně řešeného harmonického filtru VLT® AHF 010 nebo 005 je srovnatelný s 12- nebo 18-pulzním řešením, ale má vyšší imunitu vůči proměnným zátěžím, napěťové nevyváženosti, příp. předem danému napěťovému zkreslení. Zvláště pak při proudech nižších než 300 – 400 A představuje AHF filtr Danfoss úspornou alternativu oproti 12- či 18-pulsním měničům pro omezení vlivu harmonických.

Pasivní harmonické filtry představují praktické řešení problematiky omezoPřínosy střídavých i stejnosměrných cívek ■ Standardní a často vestavěné ■ Efektivní hodnota je snížena ■ Praktická proveditelnost/snadná realizace ■ Zahrnuto v ceně pohonu

Přínosy stejnosměrných řešení ■ Cívkou prochází nižší frekvence, což vede k nižším ztrátám než u střídavých cívek (vyšší účinnost) ■ Stabilnější stejnosměrné napětí – menší zvlnění stejnosměrné složky (vyšší životnost kondenzátorů) – stabilnější regulace motoru ■ Menší dopad na životní prostředí

5

Jak předcházet harmonickému zkreslení napětí a proudu v síti

Vícefázové usměrňovače Po mnoho let byly 12- a 18-pulsní usměrňovače považovány za standardní řešení pro omezení harmonického zkreslení souvisejícího s pohony. Teoreticky dochází k vyrušení 5. a 7. harmonické proudu (a u 18-pulsního usměrňovače též 11. a 13. harmonické) díky transformátorům s fázovým posunem a díky využití dvou (nebo tří) šestipulsních diodových usměrňovačů.

V případě aktivní filtrace použité kupříkladu pro pohony o nízkém obsahu harmonických a pohony Active Front End je třeba vzít v potaz účinky frekvencí nad 2 kHz, které generují samy tyto jednotky.

Avšak významnou nevýhodou vícepulsní metody potlačování harmonických je citlivost na napájecí napětí, jež musí být ideální. Jelikož je v síti vždy přítomná určitá napěťová nevyváženost či běžné harmonické zkreslení, nelze ve skutečnosti nikdy dosáhnout úplného vyrušení 5. a 7. (11. a 13.) harmonické.

Komutační frekvence aktivních filtrů způsobí špičku při spínací frekvenci samotného filtru. Ta se nachází nad pásmem současných norem, avšak rušení vyššího řádu je stejně důležité.

Aktivní filtrace Aktivní filtry jsou velmi účinným prostředkem pro omezování harmonických oscilací až do 2 kHz a používají se jako alternativa k vestavěným stejnosměrným či střídavým cívkám či jiným pasivním filtrům.

6

Vzhledem k nim je pak nutné přijmout i další opatření k zajištění čistoty síťového napájení. O standardních limitech se v tomto pásmu vyšších kmitočtů zatím jen uvažuje.

Pohony s nízkým obsahem harmonických Často se v této kategorii jedná o tzv. měniče Active Front End. Místo diodového usměrňovače takový měnič využívá regulovatelný IGBT modul, který umožňuje zpětnou injektáž energie do sítě. Avšak měnič Danfoss s nízkým obsahem harmonických je kombinací ak-

Při aktivní filtraci se monitoruje a analyzuje zkreslení sítě. Korekční proud se v protifázi aplikuje tak, aby vyeliminoval zkreslení.

tivního filtru a standardního střídavého měniče. Skládá se z co nejmenšího možného počtu komponent v hlavní větvi průtoku energie do motoru. Obvod s aktivním omezováním harmonických je připojen paralelně k hlavnímu obvodu. Z této paralelní větve se provádí protifázová injektáž korekčního proudu do komponent pohonu, jimiž protéká nežádoucí proud. Při malém počtu komponent v hlavní proudové větvi se ve srovnání s jinými řešeními problémů s harmonickými dosahuje vysoké účinnosti. Třebaže je toto řešení nabízené za velmi výhodných podmínek, tak je řešení s jednotkami AFE relativně nákladné a návratnost investic je ve srovnání s tradičními pasivními filtry nižší. Aktivní filtrací se vyšší harmonické dají udržet na nízké úrovni v celém rozsahu zatížení. Přesto mají měniče o nízkém obsahu harmonických jeden vedlejší efekt: zvýšenou úroveň EMC rušení, stejně jako u jiných řešení s aktivními prvky.

Nástroj pro výpočet harmonických Simulace rušení harmonickými s filtrem i bez filtru

Za účelem prevence proti přetížení a pro zajištění kvality síťového napájení lze, v systému se zařízením, jež produkuje harmonické proudy, využívat řady redukčních, preventivních či kompenzačních metod. S využitím nástroje pro výpočet harmonických VLT® MCT 31 lze již do fáze plánování začlenit specifická protiopatření a zajistit tak kvalitu navrhovaného systému. Zpětný vliv elektronických zařízení na síť lze odhadnout s přesností v úrovni 2,5 kHz, záleží na konfiguraci systému a na standardních limitech. V rámci analýzy se prokazuje shoda s normami.

Prakticky zaměřená dokumentace Veškerá vložená data lze třídit, ukládat a zpětně vyvolávat. Software provádí podrobné a přehledné dokumentování všech vypočtených projektů pouhým stisknutím tlačítka.

Výpočet rušení harmonickými Ze stránky www.danfoss.com si lze zdarma stáhnout kalkulátor harmonických VLT® MCT 31 – vždy tu nejaktuálnější verzi výpočetního softwaru. Rozhraní softwaru, podobající se systému Windows, je zárukou intuitivního ovládání softwaru. Software byl vytvořen se zaměřením na vstřícnost vůči uživateli. Jeho součástí jsou pouze ty parametry, které jsou běžně přístupné. Frekvenční měniče Danfoss VLT® jsou již předprogramovány a urychlují vkládání dat.

Výsledky se pro různé měřicí body uvnitř konfigurace znázorňují v tabulce nebo formou čárového diagramu. Aplikace hlásí formou výstražných signálů případy překročení limitů. Kromě proudů se znázorňují hodnoty napětí harmonických oscilací. Na závěr dokumentačního procesu se vytvoří všeobecný přehled, jehož součástí je i schéma obvodu s vyznačením požadovaných standardů.

Porovnání snížení vlivu vyšších harmonických

Z porovnání různých principů pro omezování vlivu harmonických je zřejmé, že nízké harmonické zkreslení má za následek nízkou energetickou účinnost – platí to s výjimkou aktivní filtrace – ta je spojena s relativně dobrou účinností.

100

100

80

96

60

92

40

88

20

84

0

Bez filtru

AC tlumivka

Pasivní filtr

12-pulsní filtr

18-pulsní filtr

Aktivní filtr

Low Harmonic Drive

| Energetická účinnost (%)

| THDi (%)

(kombinace frekvenčních měničů a filtrů)

80

7

Moderně řešený harmonický filtr

V případě výrobků Danfoss AHF 005 a AHF 10 se jedná o moderně řešené harmonické filtry, které nelze srovnávat s tradičními filtry pro omezování harmonických. Harmonické filtry Danfoss jsou navrženy přímo k použití spolu s frekvenčními měniči Danfoss.

venční měnič Danfoss se harmonické zkreslení proudu generované zpět do sítě sníží na minimum. Moderně řešené harmonické filtry Danfoss nabízejí rentabilitu a velmi účinné řešení, specificky v oblasti nízkých výkonů.

Zařazením harmonického filtru AHF 005 nebo AHF 010 před frek-

Vyrábí se v těchto variantách Napájecí napětí ■ 380 – 415 V AC (50 a 60 Hz) ■ 440 – 480 V AC (60 Hz) ■ 500 – 525V (50 Hz) ■ 690 V (50 Hz) Proud filtru ■ 10 A – 390 A ■ Jednotlivé filtry lze pro vyšší výkon zapojit paralelně Dodávané krytí ■ IP 20

Vybavení filtrů Uživatelsky příjemné provedení Malé kompaktní zapouzdření Snadná instalace v rámci dodatečné montáže Jeden filtr lze použít pro několik frekvenčních měničů Odpovídá požadavkům IEEE 519-1992 a části 1 v EN 60000-3-12 Snadné uvedení do provozu Žádná pravidelná údržba

Přínosy Vejde se do rozvaděče Vysoká flexibilita Snižuje náklady na systém Instalace do drsného prostředí Není nutné žádné nastavování Žádné provozní náklady

Účinný systém Při 100% zatížení snižuje filtr AHF 005 celkové harmonické zkreslení proudu na 5% Při 100% zatížení snižuje filtr AHF 010 celkové harmonické zkreslení proudu na 10% Nízké ztráty na filtru

Snižuje zatížení transformátoru Snižuje zatížení transformátoru Vysoká účinnost (>0,98)

Specifikace Napájecí napětí Frekvence Proudové přetížení Účinnost Skutečný účiník Teplota okolního prostředí

8

± 10% +/- 5% 160% po dobu 1 min. 0,98 0,85 při 50% zátěži 0,99 při 100% zátěži 1.0 při 150% zátěži 5°C – 40°C bez odlehčení

Spektrum proudu a zkreslení při plném zatížení

Objednací čísla IAHF,nom

Typický průběh bez filtru

Bez filtru

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

380 V – 415 V (50 Hz) Použitý motor AHF 005 (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

AHF 010 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)

S filtrem AHF 010

IAHF,nom

Použitý motor (Hp)

AHF 005

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

6 10, 15 20 25, 30 40 50, 60 75 100 125 150 200 250 300 350 450 500

130B2540 130B2460 130B2461 130B2462 130B2463 130B2464 130B2465 130B2466 130B2467 130B2468 130B2469 130B2470 130B2471 130B2468 + 130B2469 2 x 130B2469 2 x 130B2470

130B2541 130B2472 130B2473 130B2474 130B2475 130B2476 130B2477 130B2478 130B2479 130B2480 130B2481 130B2482 130B2483 130B2480 + 130B2481 2 x 130B2481 2 x 130B2482

IAHF,nom

Použitý motor (HP)

AHF 005

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

10, 15 20 25, 30 40 50, 60 75 100, 125 150 200 250 300 350 450 500

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

440 V – 480 V

S filtrem AHF 010

500 V – 525 V

S filtrem AHF 005

IAHF,nom

Použitý motor (kW)

AHF 005

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 434 A 469 A 578 A

4, 5,5 7,5, 11 15, 18,5 22 30 37, 45 55, 75 90, 110 132 160 200 250 315 355 400

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

S filtrem AHF 005

690 V IAHF,nom

Použitý motor (kW)

AHF 005

AHF 010

43 A 72 A 101 A 144 A 180 A 217 A 289 A 324 A 370 A

37, 45 55, 75 90 110, 132 160 200 250 315 400

130B2328 130B2330 130B2331 130B2333 130B2334 130B2335 130B2331 + 130B2333 130B2333 + 130B2334 130B2334 + 130B2335

130B2293 130B2295 130B2296 130B2298 130B2299 130B2300 130B2301 130B2302 130B2304

9

12-pulsní měniče VLT® Snižují obsah harmonických a zvyšují stabilitu sítě

Pokud je v případě provozu na vysokých výkonech požadavkem snížený obsah harmonických a zvýšená stabilita sítě, nabízí 12-pulsní měnič kmitočtu Danfoss VLT® vynikající řešení. Jedná se o paralelní připojení dvou standardních 6-pulzních usměrňovačů k třífázové soustavě prostřednictvím speciálního transformátoru s dvěma sekundárními vinutími zajišťujícími fázový posun 30°. Vzhledem k fázovému posunu na sekundárních vinutích eliminuje součet sekundárních proudů na primární straně 5., 7., 17. a 19. harmonickou. Výsledkem je hodnota THID přibližně rovna 10% ve srovnání s THID o velikosti 30 až 50% u standardního

Rozsah výkonů 250 kW – 1,4 MW

■

Napájecí napětí ■ 380 – 690 Volts

Platformy ■ VLT® HVAC Drive FC 102 ■ VLT® AQUA Drive FC 202 ■ VLT® AutomationDrive FC 302 Perfektní řešení pro ■ „Měkké“ elektrorozvodné sítě ■ Snižování harmonického zkreslení v síti ■ Instalace napájené z generátorů ■ Aplikace se snižovacím/zvyšovacím transformátorem ■ Pohony, které je třeba galvanicky oddělit od sítě Napomáhá při plnění standardů o harmonických ■ IEEE-519 1992 ■ EN 61000-2-4 ■ G5/4

10

12-pulsní frekvenční měnič Danfoss zajišťuje snížení obsahu harmonických, aniž by bylo třeba doplňovat jakékoli kapacitní, induktivní či činné komponenty, což často vyžaduje rozsáhlou analýzu sítě za účelem prevence možných problémů s rezonancemi v soustavě. 12-pulsní měnič kmitočtu Danfoss je v podstatě regulovatelný frekvenční měnič o vysoké účinnosti, který se vyrábí v tomtéž modulárním provedení stejně jako 6-pulsní frekvenční měniče velkých výkonů, jež vynikají výjimečnou flexibilitou, dlouhou životností a spolehlivostí i v náročných průmyslových aplikacích.

Charakteristiky

Přínosy

Společná platforma s měniči malých výkonů

Snadné použití; jakmile poznáte jeden měnič, znáte je všechny Spolehlivý provoz Komponenty jsou přístupné zpředu, což usnadňuje servis Snadné a rychlé výměny

Osvědčená výkonová elektronika Modulární provedení

Krytí ■ IP 21/NEMA, typ 1 ■ IP 54/NEMA, typ 12

6-pulsního usměrňovače s tlumivkami.

Chlazení zadním kanálem

Nižší požadavky na údržbu Delší životnost pohonu

Systémy zapouzdření Rittal TS8 ve třídě IP 21 (NEMA 1) či IP 54 (NEMA 12)

Umožňuje snadné rozšíření

RFI filtr třídy A

Potlačení vlivů EMC/RFI bez potřeby externích filtrů

Tlumivky v DC meziobvodu Pojistky v DC meziobvodu Desky plošných spojů opatřeny přídavným lakováním Snížený dopad harmonických

Snížený obsah harmonických v celé síti Nízké ztráty, a tedy i vysoká účinnost systému Nezávislá ochrana střídačů Ochrana před korozivním prostředím Menší riziko výskytu rezonancí v systému Menší pravděpodobnost nepředvídatelného chování nainstalovaného zařízení Menší výskyt funkčních poruch zařízení

400 V AC Normální přetížení A kW 600 315 648 355 745 400 800 450 880 500 990 560 1120 630 1260 710 1460 800 1720 1000

Vysoké přetížení A kW 480 250 600 315 658 355 695 400 800 450 880 500 990 560 1120 630 120 710 140 800

Specifikace Skříň

Řízení a praktická příslušenství F0

F5

Filtry dU/dt Sinusové filtry Varianty příslušenství rozvaděče Modulární aplikační verze

Karty typu „Plug-and-Play“ usnadňují modernizace pohonů, uvedení do provozu i servis

Možnosti monitorování

RCD (prvky reagující na zbytkový proud) IRM (monitorování izolačního stavu) Monitorování teploty motoru

Výkonové varianty

Třída odrušení RFI – A2 Odpojení (síťový vypínač) Rychlé pojistky pro jištění polovodičů

F6

460 V Normální přetížení A HP 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 1050 900 1160 1000 1380 1200 1530 1350

Vysoké přetížení A HP 443 350 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 100 900 110 1000 1380 1200

Skříň

Regulovaný zdroj 24 Vss Okruh chráněný pojistkou 30 A Manuální spouštěče motoru Svorky NAMUR Pro zajištění ochrany izolace motoru (LC filtry): omezují hluk (pískání) od motoru Zámek dveří Světla ve skříni a prakticky provedené vývody Prostorová topná tělesa a termostat

F0

F5

F6

575 V Normální přetížení A HP 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 1050 900 1160 1000 1380 1200 1530 1350

Vysoké přetížení A HP 443 350 540 450 590 500 678 550 730 600 780 650 890 750 100 900 110 1000 1380 1200

Skříň

F0

F5

F6

690 V Normální přetížení A kW 450 400 500 500 570 560 630 630 730 710 850 800 945 900 1060 1000 1260 1200 1415 1400

Vysoké přetížení A kW 380 355 410 400 500 500 570 560 630 630 730 710 850 800 945 900 110 1000 120 1200

Skříň

F0

Chlazení zadním kanálem F5

F6

Rozměry skříně [mm] Skříň F0 F5 F6

Hloubka 2280

Šířka 800 1600 2000

Výška 607

Naše unikátní konstrukce využívá vzduchovody opatřený zadní kanál k zajištění průchodu chladicího vzduchu žebrováním chladičů. Tento vzduch jen minimálně proudí prostorem s elektronikou. To umožňuje odvod 85 % tepelných ztrát přímo před skříň, čímž dochází

ke zvýšení spolehlivosti a prodloužení životnosti nebývalým zmenšením míry oteplení a kontaminace elektronických komponent. Mezi vzduchovodem zadního chladicího kanálu a prostorem s elektronikou 12-pulsního měniče VLT® se nachází utěsnění ve třídě IP 54.

11

VLT® Low Harmonic Drive Měniče VLT® AQUA Drive, VLT® Automation Drive a VLT® HVAC Drive jsou k dispozici v nízkoharmonických verzích

Měniče VLT® Low Harmonic Drive jsou v provedení příznivém pro motory. Jejich impulsní napětí na výstupu jsou kompatibilní s motory splňujícími standardy IEC 60034-17/25 a NEMA-MG1-1998, část 31.4.4.2) ve smyslu standardních měničů VLT®. Měnič VLT® Low Harmonic Drive má stejné modulární uspořádání jako naše standardní měniče vysokých výkonů, s nimiž sdílí podobné charakteristiky: vysokou energetickou účinnost, chlazení zadním kanálem a uživatelsky příjemnou obsluhu.

Pokud jsou jiné nízkoharmonické technologie svou činností závislé na stabilitě sítě a zátěži, resp. zpětně ovlivňují ovládaný motor, uplatní se

Perfektní řešení pro ■ Splnění i těch nejtvrdších doporučení/standardů ohledně harmonických ■ Instalace napájené z generátorů ■ Měkké energetické sítě ■ Instalaci pohonů v poddimenzovaných sítích bez výkonových rezerv Napěťové rozmezí ■ 380 – 480 V AC 50 – 60 Hz Rozmezí výkonů 132 – 630 kW, vysoké přetížení/ 160 – 710 kW, normální přetížení (Skříně D, E a F) Elektrické krytí ■ IP 21/NEMA 1, IP 54 hybridní

zde nové nízkoharmonické měniče Danfoss VLT®, které regulují síťové a zátěžové poměry bez jakéhokoli dopadu na připojený motor.

Charakteristiky

Přínosy

Robustní krytí Funkce pro úsporu energie (např. režim „spánku“, pohotovostní režim). Díky proměnné frekvenci spínání se dosahuje nižších spínacích ztrát. Změny v síti díky vysoké účinnosti výrobku.

Bez údržby

Snížený obsah harmonických Chlazení zadním kanálem (zadní kanál zajišťuje rozptyl 85% tepla) Nebývale robustní provedení Robustní krytí Unikátní koncept chlazení bez proudění okolního vzduchu přes elektroniku Přídavné lakování plošných spojů 100% tovární zkoušky Nejvyšší možné potlačení harmonických Max. 5% THiD Odolnost vůči napěťové nesymetrii a zkreslení v síti Dynamická regulační odezva na změny zátěže Vše vestavěno Modulární koncept a široká škála možností Decentralizované ovládání vstupů/výstupů přes sériovou komunikaci Integrované RFI filtry pro elektromagnetickou kompatibilitu Uživatelsky příjemné provedení Grafický displej, jenž získal prestižní ocenění, 27 jazyků Ucelený přehled poměrů na síti Včasné sledování poměrů na síti

12

Měnič VLT® Low Harmonic Drive splňuje i ta nejtvrdší doporučení na obsah harmonických a nabízí uživateli celou škálu možností chování jednotky vzhledem k síti, včetně grafického přehledu její odezvy.

Šetří energii Zlepšený účiník/snížené zatížení napájecí sítě. Nižší ztráty na transformátorech, spínací technice a v kabelech. Méně výkonné chlazení v rozvodně. Menší počet ventilátorů. Max. doba náběhu Bez údržby Bezproblémový provoz v drsných podmínkách Bezproblémový provoz v drsných podmínkách Bezproblémový provoz Úspora počátečních a provozních nákladů Splňuje i ty nejtvrdší požadavky/standardy pro harmonické Optimalizovaný výkon sítě napájené z daného transformátoru/generátoru, více pohonů na stejném transformátoru Energetická optimalizace Nízká investice Nízká počáteční investice při maximální flexibilitě a možnosti budoucích modernizací Snížené náklady na zapojení a externích vstupů/výstupů Splňuje EN 55011 (A1 alternativně, A2 standardně) Šetří náklady na uvedení do provozu a provoz Efektivní uvedení do provozu a vlastní provoz Méně pracné zkoušky Méně pracné zkoušky

PC software MCT 10 Ideální pro pořizování protokolů o uvádění do provozu, technickém servisu a provozních parametrech. Vyhovuje RoHS Měniče VLT® Low Harmonic Drive se vyrábějí s ohledem na životní prostředí a splňují požadavky směrnice RoHS.

Příslušenství ■ ■

dU/dt filtry Chrání izolaci motoru Sinusové filtry Snižují hluk (pískání) od motoru a snižují napěťové namáhání izolace motoru

Specifikace < 5% THiD Splňuje hladiny jednotlivých harmonických dle IEEE 519 pro ISC/IL>20 Splňuje EN/IEC61000-3-4/IEC61000-3-12 > 0,98 > 0,98 Funkce nástroje pro uvedení do provozu Funkce pro nastavování konfigurace a instalaci Uživatelská nastavení a informační funkce Funkce ovládacího panelu Funkce osciloskopu a funkce protokolu událostí Funkce pro monitorování sítě a měření na ní Funkce pro zjišťování zatížení a stavů filtru

Účinnost potlačení harmonických Skutečný účiník cos φ

PC software a uživatelské rozhraní

UL soubor. značka CE, cULus (UL508C) a c-tick (AS/NZS 2064) IEEE19/EN 61000-3-xx, směrnice pro potlačování harmonických IEEE587/ANSI C62.41/ EN 61000-4-5, přepěťová imunita EN 55011. elektromagnetická kompatibilita EN 50178, EN 60146 bezpečnost/projektování

Normy a předpisy

-10 až +45 °C, při rel. vlhkosti 5 až 85%, třída 3K3 (funkčnost se má udržet do rel. vlhkosti 95% bez kondenzace) Alternativně Tř. A2 standardně; alternativně tř. A1 Vzduchem, primární chlazení prostřednictvím zadního kanálu

Teplota okolního vzduchu Výkonové pojistky Vysokofrekvenční RFI filtr Chlazení

Chlazení zadním kanálem Naše unikátní technické řešení využívá vzduchovody opatřeného zadního kanálu k zajištění průtoku chladicího vzduchu žebrováním chladičů, přičemž jen minimum chladicího vzduchu proudí prostorem se samotnou elektronikou. Toto uspořádání umožňuje odvod 85% tepelných ztrát přímo mimo skříň měniče, a díky podstatně nižšímu oteplení a znečištění elektronických komponent takto zvyšuje spolehlivost a prodlužuje životnost systému. Mezi vzduchovodem zadního chladicího kanálu a prostorem s elektronikou měniče VLT® Low Harmonic Drive je těsnění ve třídě IP 54.

F E

D

400 Vst. (380 – 480 Vst.) Normální přetížení Výkon

Proud

Vysoké přetížení Výkon

Proud

Rozměry Skříň

VxŠxH IP 21 [mm]

Hmotnost

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

Moderně řešený aktivní filtr AAF 005

Moderně řešené aktivní filtry Danfoss eliminují harmonické zkreslení, ke kterému dochází působením nelineárních zátěží, a zlepšují účiník soustavy (cos φ). Osvědčená výkonová elektronika VLT® obnovuje optimální sinusový průběh a cos φ. Za tím účelem generuje a injektuje harmonické a jalové proudy v protifázi k aktuálnímu stavu v síti. Tím dochází k „vyčištění“ sítě.

Moderně řešené aktivní filtry Danfoss zajišťují kompenzaci jednotlivých měničů VLT® v rámci kompaktního integrovaného řešení, nebo je lze instalovat jako kompaktní autonomní řešení ve společném přípojném bodě – pak se jedná o současnou kompenzaci několika zátěží. Aktivní filtry Danfoss mohou pracovat na středních napěťových hladinách prostřednictvím snižujícího transformátoru.

Modulární konstrukce nabízí stejné charakteristiky jako naše řada VLT® High Power včetně vysoké energetické účinnosti, uživatelsky příjemné obsluhy, chlazení zadním kanálem a vysoce kvalitního krytí.

Perfektní řešení pro ■ Regeneraci slabých sítí ■ Zvýšení výkonu sítě ■ Zvýšení výkonu generátoru ■ Splnění nároků na dovybavení při zachování kompaktnosti ■ Zabezpečení citlivých prostředí ■ Využití energetických úspor Napěťové rozmezí ■ 380 – 480 V AC 50 – 60 Hz Výkonový rozsah 190 A, 250 A, 310 A, 400 A, 500 A. Až 4 jednotky lze zapojit paralelně a dosáhnout tak vyššího výkonu. Elektrické krytí ■ IP 21, IP 54 hybridní

Charakteristiky

Přínosy

Energetické úspory

Nižší provozní náklady

Korekce účiníku a vymezení regulačních priorit Automatické přizpůsobení změnám na síti

Šetří energii

Snížený obsah harmonických Chlazení zadním kanálem (85% tepla se rozptýlí přes zadní kanál)

Zvýšená účinnost transformátorů Snížené ztráty v kabelech Nižší potřeba chlazení rozvodny Nižší počet ventilátorů

Spolehlivost

Maximální doba náběhu

Pokračuje v činnosti i při přetížení Vysoká odolnost vůči zkreslení na pozadí a napěťové nesymetrie Funkce automatické ochrany Alternativně odpojovač sítě s pojistkami Chlazení zadním kanálem Přídavné lakování plošných spojů Možnost dovybavení bez demontáže stávajícího zařízení Uživatelsky příjemné provedení Standardní ovládací panel (LCP) Stejná kompaktní skříň pro montáž na zeď jako u měničů Modulární provedení Vysoká zaměnitelnost komponent pro naše pohony Automatické přizpůsobování čidla proudu Kompatibilita se softwarem VLT®

14

Rychlý náběh Nejsou potřebné žádné externí vypínače Nižší teplota skříně Delší životnost Zvýšená odolnost proti prachu Časové a nákladové úspory Šetří počáteční a provozní náklady Efektivní uvedení do provozu a obsluha Dobře známá a snadná instalace v malých prostorách Umožňuje rychlou instalaci Rychlý a snadný servis Méně pracné uvedení do provozu Ušetří čas na uvedení do provozu Umožňuje podporu analýzou

PC software

Specifikace

MCT 10 Ideální pro pořizování protokolů o uvádění do provozu, technickém servisu a provozních parametrech. Vyhovuje RoHS Aktivní filtry VLT® se vyrábějí s ohledem na životní prostředí a splňují požadavky směrnice RoHS.

Požadavky

Tři standardní proudové transformátory (PT) připojené v průběhu instalace k fázím L1, L2 a L3

Provozní režimy

Režim č. 1: Tlumení harmonických Režim č. 2: Tlumení harmonických a korekce cos φ s možností programování priorit úkolů

Účinnost snížení obsahu harmonických

<5% THD ze jmenovitého proudu do nelineární zátěže v PCC

Regulace harmonických

Regulace jednotlivých lichých harmonických (5. až 25.) kromě každé třetí. Úplné vykompenzování všech harmonických (2. – 25.) a korekce účiníku.

Kompatibilita

Zařízení je z hlediska instalací v terénu kompatibilní se stávajícími aktivními filtry.

PC software a uživatelské rozhraní

Funkce nástroje pro uvedení do provozu Funkce pro nastavování konfigurace a instalaci Funkce pro uživatelská nastavení a informační funkce Funkce ovládacího panelu Funkce osciloskopu a výpisu událostí Funkce pro monitorování a měření sítě Funkce pro zjišťování zatížení a stavu filtrů

Normy a předpisy

UL soubor. značka CE, cULus (UL508C) a c-tick (AS/NZS 2064) IEEE19/EN 61000-3-xx, směrnice pro potlačování harmonických IEEE587/ANSI C62.41/ EN 61000-4-5, přepěťová imunita EN 55011, elektromagnetická kompatibilita EN 50178, EN 60146 bezpečnost/projektování

Síť

-10 až +45 °C, při rel. vlhkosti 5 až 85%, třída 3K3 (funkčnost se má udržet do rel. vlhkosti 95% bez kondenzace) Alternativně Tř. A2 standardně; alternativně tř. A1 Vzduchové s primárním chlazením přes zadní kanál Jmenovitý zdánlivý výkon > 5 VA Třída přesnosti 0,5 nebo lepší

Teplota okolního vzduchu

M

Silové pojistky Vysokofrekvenční RFI filtr Chlazení

M

Standardní převodník proudu Skupinová kompenzace

Dovybavení

F

E D

400 Vst. (380 – 480 V) Celk. proud [A]

RFI A2, IP 21, T4

190 250 310 400 500

AAF005A190T4E21H2GCxx AAF005A250T4E21H2GCxx AAF005A315T4E21H2GCxx AAF005A400T4E21H2GCxx AAF005A500T4E21H2GCxx

Objednací číslo Skříň

Rozměry VxŠxH

Hmotnost

IP 21, IP 54 D

1740 x 840 x 380 mm

293 kg

E

2000 x 840 x 500 mm

352 kg

F

2200 x 2300 x 600 mm

1004 kg

Max. jal. [A]

Max. harm. [A]

190 250 310 400 500

170 225 280 360 450

Max. kompenzace jednotlivých harmonických [A] I5 133 175 217 280 350

I7

I11

I13

I17

95 61 53 38 125 80 70 50 155 99 87 62 200 128 112 80 250 160 140 100

I19

I23

I25

34 45 56 72 90

30 40 50 64 80

27 35 43 56 70

15

Co znamená značka VLT® Firma Danfoss VLT Drives je největší světový výrobce špičkových měničů kmitočtu – a její podíl na trhu se dále zvyšuje.

Chráníme životní prostředí Produkty VLT® jsou vyráběny s ohledem na ochranu životního i sociálního prostředí. Všechny výrobní činnosti jsou pečlivě plánovány a prováděny s ohledem na ochranu jednotlivých zaměstnanců firmy, pracovního i životního prostředí v okolí továrny. Výroba probíhá bez znečištění okolního prostředí kouřem, hlukem a dalšími nebezpečnými látkami a je zajištěna i bezpečná likvidace použitých produktů. Globální dohoda OSN o ochraně životního prostředí Firma Danfoss podepsala Globální dohodu OSN o ochraně životního a sociálního prostředí a naše firma jedná vždy zodpovědně vůči místním komunitám. Danfoss plní směrnice EU Všechny továrny Danfoss mají certifikát ISO 14001 a splňují Směrnici EU o bezpečném nakládání s odpady z elektrických a elektronických přístrojů (WEEE), Obecnou směrnici o bezpečnosti výrobků (GPSD) a Směrnici EU o strojírenských výrobcích. Firma Danfoss VLT Drives postupně přestává používat olovo ve všech svých produktech a splňuje směrnici RoHS.

Oddanost zákazníkům Oddanost zákazníkům se stalo heslem firmy Danfoss od okamžiku, kdy jako první zahájila v roce 1968 masovou výrobu měničů kmitočtu pro střídavé motory s měnitelnou rychlostí pod značkou VLT®.

Spoléháme se na odborníky Ručíme za kvalitu všech součástí našich výrobků. Skutečnost, že vyvíjíme a vyrábíme svůj vlastní hardware, software, výkonové moduly, desky plošných spojů a volitelné doplňky, je zárukou spolehlivosti našich výrobků.

Na vývoji, výrobě a prodeji měničů kmitočtu a softstartérů a poskytování servisních služeb ve více než 100 zemích světa se podílí dva tisíce zaměstnanců Danfoss.

Globální servisní služby na místě Měniče kmitočtu VLT® se používají v aplikacích po celém světě a servisní experti Danfoss VLT Drives ve více než 100 zemích světa jsou připraveni poskytnout našim zákazníkům aplikační podporu a servisní služby přímo na místě.

Inteligentní a inovativní řešení Vývojoví pracovníci firmy Danfoss VLT Drives využívají novou modulární koncepci nejen při vývoji měničů, ale i při navrhování designu, výrobě a sestavování zákaznických konfigurací.

Odborníci firmy Danfoss Drive se nikdy nezastaví dříve, než vyřeší všechny problémy našich zákazníků.

Nové funkce jsou vyvíjeny na bázi existujících technologických platforem. To umožňuje souběžný vývoj více různých prvků a zároveň zkrácení doby potřebné pro uvedení inovací na trh a tím je zajištěno, že naši zákazníci mohou vždy využívat nejmodernější dostupné technologie.

Přínos produktů Danfoss Jednoroční výroba měničů kmitočtu VLT® ušetří energii odpovídající produkci jedné atomové elektrárny. Lepší kontrola provozu díky měničům kmitočtu Danfoss zároveň zlepšuje kvalitu vyráběných produktů, snižuje množství odpadů a prodlužuje životnost zařízení.

Česká republika: Danfoss s.r.o., V Parku 2316/12, 148 00 Praha 4 - Chodov, Tel: +420 283 014 111, Fax: +420 283 014 123 • www.danfoss.cz/vlt • E-mail: [email protected] Slovensko: Danfoss s.r.o., Továrenská 49, 953 01 Zlaté Moravce, Tel: +421 37 6406 280, Fax: +421 37 6406 281 • www.danfoss.sk/vlt • E-mail: [email protected]

DKDD.PB.41.A2.48

VLT® je ochranná známka společnosti Danfoss A/S

Vyrobeno PE-MMCC 2010.08