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
Download

Omezování vlivu harmonických