Frequenzumrichter SD4M
Die meisten Standard-Umrichter verwenden in den höheren Leistungsklassen die bekannte Technik der Zwei-Level-Pulsweitenmodulation (PWM) mit max. 8 kHz Schaltfrequenz. Das führt in den meisten Hochgeschwindigkeits-Anwendungen dazu, dass zusätzliche Komponenten wie LC-Filter oder Drosseln benötigt werden, um die im Motor entstehenden Zusatzverluste zu minimieren.
SIEB & MEYER-Frequenzumrichter sind speziell für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen konstruiert und nutzen die in diesen Applikationen sehr vorteilhafte Drei-Level-Technologie – auch Multi-Level-Technologie genannt. Die SD4M-Geräte treten die Nachfolge der erfolgreichen SD2M-Serie an und sind für den stationären Einsatz in Schaltschränken von Turbokompressoren/-verdichtern sowie für ORC, (Ab-)Gasentspannungsanlagen und Schwungmassenspeicher konzipiert.
Der Top-Booster
Die zum Einsatz kommende Drei-Level-Technologie macht den Unterschied, da in der Regel bei Verwendung unserer Umrichterbaureihe SD4M keine Motor-Filterelemente benötigt werden. Begründet ist dies nicht nur in der Drei-Level-Technologie, sondern auch darin, dass standardmäßig PWM-Schaltfrequenzen bis 16 kHz geliefert werden, bei ausgewählten Geräteversionen optional bis 32 kHz. Die Kombination resultiert in einer wesentlich verbesserten Motorstrom-Qualität, die die unerwünschten Rotorverluste extrem reduziert – und zwar um bis zu 90 %!
| Technologie/ System-Eigenschaften | SD4M Drei-Level-PWM | Standardumrichter Zwei-Level-PWM mit Motordrossel | Standardumrichter Zwei-Level-PWM mit LC-Filter |
|---|---|---|---|
| Geringes Gewicht | ✓ | X | X |
| Geringer Bauraum | ✓ | X | X |
| Keine Gefahr von Resonanzeffekten | ✓ | ✓ | X |
| Gesamtkosten | ✓ | X | X |
Highlights
Unsere Erfahrung in Sachen High-Speed – Ihr Vorteil!
Bis zu 60 % weniger Bauraum für die benötigten elektrischen Komponenten
Verbesserung der Verfügbarkeit aufgrund reduzierter Bauteile
Bis zu 50 % weniger Gewicht für die benötigten elektrischen Komponenten
Verbesserung der ökologischen Bilanz durch geringeren Energieverbrauch
Deutlich geringerer Verdrahtungs- und Montageaufwand
Konnektivität für die Zukunft Ethernet/Webserver/EtherCAT/Modbus
Kostenreduktion für den Antriebsstrang
Maximale Performance von IPM-Motoren Ld ≠ Lq durch dynamische Arbeitspunktregelung
Verbesserung des Wirkungsgrades des Gesamtsystems
Motorströme im Vergleich
Gut zu wissen
- Derzeit verfügbare Leistungsklassen von 100 bis 500 kVA, mit bis zu 800 Aeff Nennstrom
- Flüssigkeitskühlung als Standard (wasserbasierend), Luftkühlung auf Anfrage
- NRTL/CSA zertifiziert
- Sehr geringe Isolationsbeanspruchung der Motorwicklung – auch bei langen Motorleitungen – aufgrund von 50 % kleinerer PWM-Schaltamplituden (siehe Grafik unten)
- Optionale DC-Spannungsversorgung für aktive Magnetlager, über intern abgesicherte DC-Zwischenkreis-Klemmen
- Konstruiert für 100 % Auslastung 24/7
- Alle Leistungskomponenten ausgelegt für 10 Jahre Dauerbetrieb mit Nennlast
- Konstruiert für weltweite 3-phasige Versorgungsnetze - auch potentialfrei IT
- Leistungsfähige Parametrier- und Diagnosesoftware drivemaster4
- Kundenspezifische Lösungen realisierbar
- 3C3-Schutzlackierung der Leiterplatten für Betriebssicherheit in aggressiver Umgebung
Die Schnittstellen des Frequenzumrichters SD4M
- Netzspannung
- Logikkarte
- Motoranschluss
- Flüssigkeitskühlung
Antriebsfunktionen und Sicherheitstechnik
Simulation, Inbetriebnahme, Monitoring: drivemaster4
Simulation
- Elektrische Betriebspunkte
- Einfluss der PWM-Frequenz/Umrichter Topologie
- FFT-Analyse inklusive THDi/THDu-Berechnung
- Export der Simulationsdaten
Inbetriebnahme
- Parametrierung der Motordaten/Schnittstellen
- Optimierung mittels Oszilloskop
- Inbetriebnahme-Tool
Monitoring
- Datenlogger
- Echtzeituhr
- Fehlerspeicher
- Betriebsstundenzähler
Technische Spezifikationen Frequenzumrichter SD4M
mit 3-phasiger AC-Netzspannung ohne Bremschopper
Spannungsklasse 400 VAC
Eingangsspannungsbereich 180 .. 528 VAC
| Gerätetyp | Netzspannung | Ausgangsleistung (kW) | Ausgangsscheinleistung (kVA) | Ausgangsstrom (A) | Ausgangsspitzenstrom (A) | HxBxT (mm) | Gewicht | Kühlung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0SD4MC1C1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 70 kW | 83 kVA @ 16 kHz | 120 A @ 16 kHz 3) | 120 | 445 x 260 x 247 | 20 kg | Luft |
| 0SD4MD3D1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 97 kW | 114 kVA @ 16 kHz | 165 A @ 16 kHz | 165 | 685 x 388 x 188 | 30 kg | Wasser 1) |
| 0SD4MD1D1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 72 kW | 83 kVA @ 16 kHz | 120 A @ 16 kHz | 165 | 656 x 545 x 218 | 34 kg | Luft |
| 0SD4ME3E1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 150 kW | 177 kVA @ 16 kHz | 255 A @ 16 kHz | 255 | 771 x 439 x 207 | 43 kg | Wasser 1) |
| 0SD4ME3F1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 180 kW | 215 kVA @ 16 kHz | 310 A @ 16 kHz | 310 | 771 x 439 x 207 | 43 kg | Wasser 1) |
| 0SD4ME1F1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 115 kW | 132 kVA @ 16 kHz | 190 A @ 16 kHz | 255 | 746 x 629 x 273 | 54 kg | Luft |
| 0SD4ME1F1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 130 kW | 152 kVA @ 16 kHz | 220 A @ 16 kHz | 310 | 746 x 629 x 273 | 54 kg | Luft |
| 0SD4MG2H1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 285 kW | 333 kVA @ 16 kHz | 480 A @ 16 kHz | 480 | 1317 x 336 x 489 | 94 kg | Wasser 2) |
| 0SD4MG2K1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 365 kW | 436 kVA @ 16 kHz | 630 A @ 16 kHz | 630 | 1317 x 336 x 489 | 94 kg | Wasser 2) |
| 0SD4MG1H1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 205 kW | 236 kVA @ 16 kHz | 340 A @ 16 kHz | 480 | 1317 x 684 x 374 | 133 kg | Luft |
| 0SD4MG1K1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 265 kW | 308 kVA @ 16 kHz | 445 A @ 16 kHz | 630 | 1317 x 684 x 374 | 133 kg | Luft |
| 0SD4MH3L1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 490 kW | 554 kVA @ 8 kHz | 800 A @ 8 kHz | 800 | 1478 x 353 x 596 | 136 kg | Wasser 1) |
1) Kühlrohre Aluminium
2) Kühlrohre Kupfer
3) Maximale Schaltfrequenz 32 kHz
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SIEB & MEYER präsentiert erweiterte SD4x-Familie auf der SPS 2024
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Frequenzumrichter SD4M
Die meisten Standard-Umrichter verwenden in den höheren Leistungsklassen die bekannte Technik der Zwei-Level-Pulsweitenmodulation (PWM) mit max. 8 kHz Schaltfrequenz. Das führt in den meisten Hochgeschwindigkeits-Anwendungen dazu, dass zusätzliche Komponenten wie LC-Filter oder Drosseln benötigt werden, um die im Motor entstehenden Zusatzverluste zu minimieren.
SIEB & MEYER-Frequenzumrichter sind speziell für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen konstruiert und nutzen die in diesen Applikationen sehr vorteilhafte Drei-Level-Technologie – auch Multi-Level-Technologie genannt. Die SD4M-Geräte treten die Nachfolge der erfolgreichen SD2M-Serie an und sind für den stationären Einsatz in Schaltschränken von Turbokompressoren/-verdichtern sowie für ORC, (Ab-)Gasentspannungsanlagen und Schwungmassenspeicher konzipiert.
Der Top-Booster
Die zum Einsatz kommende Drei-Level-Technologie macht den Unterschied, da in der Regel bei Verwendung unserer Umrichterbaureihe SD4M keine Motor-Filterelemente benötigt werden. Begründet ist dies nicht nur in der Drei-Level-Technologie, sondern auch darin, dass standardmäßig PWM-Schaltfrequenzen bis 16 kHz geliefert werden, bei ausgewählten Geräteversionen optional bis 32 kHz. Die Kombination resultiert in einer wesentlich verbesserten Motorstrom-Qualität, die die unerwünschten Rotorverluste extrem reduziert – und zwar um bis zu 90 %!.
| Technologie/ System-Eigenschaften | SD4M Drei-Level-PWM | Standardumrichter Zwei-Level-PWM mit Motordrossel | Standardumrichter Zwei-Level-PWM mit LC-Filter |
|---|---|---|---|
| Geringes Gewicht | ✓ | X | X |
| Geringer Bauraum | ✓ | X | X |
| Keine Gefahr von Resonanzeffekten | ✓ | ✓ | X |
| Gesamtkosten | ✓ | X | X |
Highlights
Drei-Level-Technologie
- Funktion: Die Endstufen des SD4M basieren auf einer Drei-Level-Technologie und stellen Drehfeldfrequenzen bis 4.000 Hz mit Schaltfrequenzen von 16 kHz zur Verfügung.
- Vorteil: Reduzierung der Motorverluste bei minimalem Aufwand für Motorfilter/-drosseln sowie eine geringe Störausstrahlung und Isolationsbeanspruchung
- Nutzen: Geringere System-/Betriebskosten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.
Wirkungsgrad
- Funktion: Die Geräte erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 98 %
- Vorteil: Die hohe Effizienz gewährleistet einen optimalen Systemwirkungsgrad und reduziert auch die notwendigen Kühlungsmaßnahmen.
- Nutzen: Maximaler Systemertrag und verbesserte Ökobilanz durch geringeren Energieverbrauch
DC-Spannungsversorgung für aktive Magnetlager
- Funktion: Bei Verlust der Netzversorgung aktives Notbremsen und Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung.
- Vorteil: Einsparung einer separaten Spannungsversorgung für die Magnetlager.
- Nutzen: Schutz der Magnetlager bei Spannungsausfall und Kostenersparnis.
Unsere Erfahrung in Sachen High-Speed – Ihr Vorteil!
Bis zu 60 % weniger Bauraum für die benötigten elektrischen Komponenten
Verbesserung der Verfügbarkeit aufgrund reduzierter Bauteile
Bis zu 50 % weniger Gewicht für die benötigten elektrischen Komponenten
Verbesserung der ökologischen Bilanz durch geringeren Energieverbrauch
Deutlich geringerer Verdrahtungs- und Montageaufwand
Konnektivität für die Zukunft Ethernet/Webserver/EtherCAT/Modbus
Kostenreduktion für den Antriebsstrang
Maximale Performance von IPM-Motoren Ld ≠ Lq durch dynamische Arbeitspunktregelung
Verbesserung des Wirkungsgrades des Gesamtsystems
Motorströme im Vergleich
Gut zu wissen
- Derzeit verfügbare Leistungsklassen von 100 bis 500 kVA, mit bis zu 800 Aeff Nennstrom
- Flüssigkeitskühlung als Standard (wasserbasierend), Luftkühlung auf Anfrage
- NRTL/CSA zertifiziert
- Sehr geringe Isolationsbeanspruchung der Motorwicklung – auch bei langen Motorleitungen – aufgrund von 50 % kleinerer PWM-Schaltamplituden (siehe Grafik unten)
- Optionale DC-Spannungsversorgung für aktive Magnetlager, über intern abgesicherte DC-Zwischenkreis-Klemmen
- Konstruiert für 100 % Auslastung 24/7
- Alle Leistungskomponenten ausgelegt für 10 Jahre Dauerbetrieb mit Nennlast
- Konstruiert für weltweite 3-phasige Versorgungsnetze - auch potentialfrei IT
- Leistungsfähige Parametrier- und Diagnosesoftware drivemaster4
- Kundenspezifische Lösungen realisierbar
- 3C3-Schutzlackierung der Leiterplatten für Betriebssicherheit in aggressiver Umgebung
Die Schnittstellen des Frequenzumrichters SD4M
- Netzspannung
- Logikkarte
- Motoranschluss
- Flüssigkeitskühlung
Antriebsfunktionen und Sicherheitstechnik
Simulation, Inbetriebnahme, Monitoring: drivemaster4
Simulation
• Elektrische Betriebspunkte
• Einfluss der PWM-Frequenz/Umrichter Topologie
• FFT-Analyse inklusive THDi/THDu-Berechnung
• Export der Simulationsdaten
Inbetriebnahme
• Parametrierung der Motordaten/Schnittstellen
• Optimierung mittels Oszilloskop
• Inbetriebnahme-Tool
Monitoring
• Datenlogger
• Echtzeituhr
• Fehlerspeicher
• Betriebsstundenzähler
Technische Spezifikationen Frequenzumrichter SD4M
mit 3-phasiger AC-Netzspannung ohne Bremschopper
Spannungsklasse 400 VAC
Eingangsspannungsbereich 180 .. 528 VAC
| Gerätetyp | Netzspannung | Ausgangsleistung (kW) | Ausgangsscheinleistung (kVA) | Ausgangsstrom (A) | Ausgangsspitzenstrom (A) | HxBxT (mm) | Gewicht | Kühlung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0SD4MC1C1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 70 kW | 83 kVA @ 16 kHz | 120 A @ 16 kHz 3) | 120 | 445 x 260 x 247 | 20 kg | Luft |
| 0SD4MD3D1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 97 kW | 114 kVA @ 16 kHz | 165 A @ 16 kHz | 165 | 685 x 388 x 188 | 30 kg | Wasser 1) |
| 0SD4MD1D1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 72 kW | 83 kVA @ 16 kHz | 120 A @ 16 kHz | 165 | 656 x 545 x 218 | 34 kg | Luft |
| 0SD4ME3E1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 150 kW | 177 kVA @ 16 kHz | 255 A @ 16 kHz | 255 | 771 x 439 x 207 | 43 kg | Wasser 1) |
| 0SD4ME3F1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 180 kW | 215 kVA @ 16 kHz | 310 A @ 16 kHz | 310 | 771 x 439 x 207 | 43 kg | Wasser 1) |
| 0SD4ME1F1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 115 kW | 132 kVA @ 16 kHz | 190 A @ 16 kHz | 255 | 746 x 629 x 273 | 54 kg | Luft |
| 0SD4ME1F1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 130 kW | 152 kVA @ 16 kHz | 220 A @ 16 kHz | 310 | 746 x 629 x 273 | 54 kg | Luft |
| 0SD4MG2H1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 285 kW | 333 kVA @ 16 kHz | 480 A @ 16 kHz | 480 | 1317 x 336 x 489 | 94 kg | Wasser 2) |
| 0SD4MG2K1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 365 kW | 436 kVA @ 16 kHz | 630 A @ 16 kHz | 630 | 1317 x 336 x 489 | 94 kg | Wasser 2) |
| 0SD4MG1H1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 205 kW | 236 kVA @ 16 kHz | 340 A @ 16 kHz | 480 | 1317 x 684 x 374 | 133 kg | Luft |
| 0SD4MG1K1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 265 kW | 308 kVA @ 16 kHz | 445 A @ 16 kHz | 630 | 1317 x 684 x 374 | 133 kg | Luft |
| 0SD4MH3L1Fxxxx | 3 x 400 VAC | 490 kW | 554 kVA @ 8 kHz | 800 A @ 8 kHz | 800 | 1478 x 353 x 596 | 136 kg | Wasser 1) |
1) Kühlrohre Aluminium
2) Kühlrohre Kupfer
3) Maximale Schaltfrequenz 32 kHz
Anwendungen
Über Sieb & Meyer
SIEB & MEYER AG - Antriebs- und Steuerungslösungen der neusten Generation
SIEB & MEYER wurde 1962 gegründet und ist ein erfolgreiches Unternehmen auf dem Gebiet der Industrieelektronik. Mit heute rund 300 Mitarbeitenden weltweit, entwickeln und fertigen wir Steuerungstechnik und Antriebselektronik. Zu unseren Kerntechnologien gehören Steuerungen für den Maschinenbau und die Automatisierungstechnik, Servoverstärker für unterschiedlichste Antriebe sowie Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsmotoren und -generatoren.
Kontakt
SIEB & MEYER AG
Auf dem Schmaarkamp 21
D-21339 Lüneburg
Tel.: +49 4131 203 0
Fax: +49 4131-203 2000
Alle Ansprechpartner im Vertrieb finden Sie unter: www.sieb-meyer.de/kontakt/vertrieb
Alle Vertretungen und Partner finden Sie unter: www.sieb-meyer.de/kontakt/vertretungen-partner