Erhöhung der Nennleistung von Mittelspannungsumrichtern

Die MVW01-Umrichter für Drehstromasynchron- und Synchronmotoren stehen auch in einer wassergekühlten Ausführung zur Verfügung. Letztere bietet bei gleicher Baugröße eine nochmals um 40 Prozent höhere Nennleistung. Die gesamte Produktreihe deckt nun Spannungen von 2,3 kV bis 6,9 kV und Nennleistungen von 400 kW bis 16.000 kW ab. Bei voller Last erreicht der leistungsstarke MVW01 dank spezieller Konstruktionsweise einen effektiven Wirkungsgrad von über 99 Prozent. Der leistungsstarke Umrichter wird vor allem zum Antrieb von Pumpen, Lüftern, Mühlen oder Rührwerken in den Branchen Öl und Gas, Zement und Bergbau, Stahl und Metall, Zucker und Chemie, Zellstoff und Papier, Plastik und Gummi sowie Wasser und Abwasser eingesetzt.

Der MVW01 verfügt über folgende Topologie (Voltage-Source-Inverter, VSI), bestehend aus Dreiphasengleichrichtern, einem Gleichspannungskreis und einem ausgangsseitigen Multilevel-Wechselrichter in NPC-Technologie (NPC = Neutral Point Clamped) mit 3/5-Spannungslevel für eine Ausgangsspannung von 2300 V bis 4160 V und mit 5/9-Spannungslevel für eine Ausgangsspannung von 6000 V bis 6900 V. Der Umrichter ist ausgestattet mit Hochspannungs-Bipolartransistoren mit isolierter Gate Elektrode (Insulated-Gate Bipolar Transistor, IGBT) der neuesten Generation für Spannungen bis zu 6,5 kV – speziell entwickelt für die rauen Anforderungen der Traktionsanwendungen – und einem Gleichspannungs-Zwischenkreis mit 12-pulsiger Gleichrichterbrücke (18-, 24- und 36-pulsige Varianten sind ebenfalls möglich).

Die Endstufentopologie des Wechselrichters (NPC – Multilevel), angesteuert mit dem speziell von WEG entwickelten Taktverfahren OPP (Optimized Pulse Patern), ermöglicht ein optimales Schaltverhalten, das den Klirrfaktor des Motorstroms auf ein absolutes Minimum reduziert und darüber hinaus ein hochdynamisches Betriebsverhalten des Umrichters zulässt. Die Multipuls-Dioden-Konfiguration des Eingangsgleichrichters ermöglicht einen Leistungsfaktor von über 97 Prozent.

Der Mittelspannungsumrichter basiert auf derselben Bedien-Philosophie wie die Niederspannungsumrichter von WEG, welche auf eine möglichst anwenderfreundliche Handhabung und einfache Programmierung des Geräts abzielt. Ausziehbare Wechselrichterleistungsteile (einer pro Phase) vereinfachen die Wartung. Die Wechselrichtertopologie in NPC mit Multilevel-Technologie führt zu einer vergleichsweise geringen Anzahl an Leistungsbauteilen und erhöht damit signifikant die Effizienz und Zuverlässigkeit des Umrichters.

Alle kritischen Bauteile wie die Hochspannungs-IGTBs oder die elektrolytfreien Kunststofffolien-Kondensatoren sind für eine lange Lebenszeit ausgelegt. Die Ansteuerung des Wechselrichters und die Signalrückführung zur CPU erfolgt optisch über Glasfaserverbindungen. Damit sind die Mittelspannungsbauteile zuverlässig von der Umrichtersteuerung und den Steuerschnittstellen, auf die die übergeordneten/externen Prozesssteuerungssysteme zugreifen, getrennt. Die Umrichter sind standardmäßig in einem Schaltschrank der Schutzklasse IP41 verbaut und unterstützen alle marktüblichen die Kommunikationsprotokolle wie DeviceNet, Modbus, Profibus-DP und Ethernet. Die Durchzugsbelüftung mit Dachventilatoren sorgt für eine äußerst effiziente Wärmeabfuhr und einen geringen Schalldruckpegel (weniger als 75 dB A).

„WEG hat eine lange Tradition in der Bereitstellung von Lösungen für die Drehzahlregelung von Motoren und fertigt alle dafür benötigten Komponenten selbst: Leistungsschalter, Öl- und Trockentransformatoren, Frequenzumrichter und Elektromotoren. Im europäischen „Automation Center“ in Unna können wir zudem kundenspezifische Lösungen inklusive anwendungsspezifischer Softwareanpassungen durchführen“, erklärt Johannes Schwenger, Leiter Produktmanagement Antriebssysteme Niederspannung und Mittelspannung Europa bei WEG. „Ausgestattet mit modernster Technik vereint der MVW01 Robustheit mit einfacher Bedienbarkeit und Handhabung, Zuverlässigkeit und Sicherheit. Darüber hinaus bietet er den aktuell besten Gerätewirkungsgrad auf dem Antriebsmarkt“.