Mittelspannungsfrequenzumrichter-Technologie

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DTC-Technologie das Herz der Mittelspannungsantriebe

Die direkte Drehmomentregelung (DTC) von ABB ist ein optimiertes Verfahren zur Motorregelung bei Mittelspannungsantrieben, mit dem alle wichtigen Motorgrößen direkt geregelt werden können. Hierdurch eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten und es ergeben sich hierdurch Vorteile bei allen Anwendungen

. Typischer Momentverlauf (T) eines Antriebes mit DTC verglichen mit der Flussvektorregelung und Pulsweitenmodulation (PWM) – Zum Vergrößern anklicken.	Was ist die Direkte Drehmomentregelung ? Die direkte Drehmomentregelung (DTC) ist ein revolutionäres Verfahren zu Regelung von Mittelspannungsantrieben, mit dem die Motordrehzahl und das Drehmoment ohne Impulsgeber an der Motorwelle exakt geregelt werden können. DTC verwendet den Statorfluss und das Drehmoment als primäre Regelgrößen. Die Berechnung der Motorwerte erfolgt 40.000 Mal pro Sekunde (25 µs Zyklus) und wird von einem digitalen Hochgeschwindigkeitsprozessor in dem ein Motorsoftwaremodell implementiert ist durchgeführt. Aufgrund der ständigen Aktualisierung des Motorstatus und dem Istwert - Sollwertvergleich wird jeder einzelne Schaltvorgang im Wechselrichter separat bestimmt. .
Maximiertes Anlaufmoment Die präzise Drehmomentregelung durch DTC ermöglicht Mittelspannungsantrieben ein maximales regelbares und gleichmäßiges Anlaufmoment. .
Schnelle Reaktion auf Netzschwankungen und Prozessänderungen Die außergewöhnlich schnelle Momentsprungantwort der Mittelspannungsantriebe ermöglicht eine extrem schnelle Reaktion auf Prozess- und Netzänderungen. Dies ermöglicht ein einfaches Handling bei Netzausfall und plötzlichen Laständerungen.
Geräuschreduktion Durch das ständige Berechnen und Anpassen der Schaltfrequenz haben Mittelspannungsantriebe keine feste Schaltfrequenz mehr. Hierdurch werden Resonanzen verhindert, die bei Mittelspannungsantrieben mit konventioneller PWM-Technik zu störenden Geräuschen führen können.

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IGCT-Technologie

Die Herausforderung bei Mittelspannung Bisher wurden bei Mittelspannungsantrieben entweder Thyristoren (GTO) oder Transistoren (IGBT) verwendet. Bei Mittelspannungsantrieben zwingen solche Leistungshalbleiter zu Kompromissen bei der Ausführung, welche die Kosten und die Komplexität der Umrichtersysteme erhöhen. ABB ist mit derartigen Kompromissen bestens vertraut. Wir haben viele Jahre in die Weiterentwicklung dieser Halbleiter investiert. .
IGBT: Konventioneller Ansatz durch Verwendung von Transistoren Sowohl Niederspannungs- als auch Hochspannungs-IGBTs wurden bei Mittelspannungsantrieben eingesetzt. IGBTs schalten schnell, jedoch sind bei Mittelspannung die Leitungsverluste hoch und für die zahlreichen IGBTs sind komplexe Reihenschaltungen erforderlich. Hochspannungs-IGBTs benötigen weniger Reihenschaltungen als Niederspannungs-IGBTs, die Leitungsverluste jedoch sind noch höher. Die Anzahl der verwendeten Bauteile nimmt zwangsläufig zu und führt zu größeren Abmessungen. Die Kosten steigen und die Zuverlässigkeit leidet. .
GTO: Thyristor Standard Die GTO-Technologie ist zuverlässig und die Leistungsverluste bei Mittelspannung sind tolerierbar. Das Problem liegt darin, dass inhomogene Schaltvorgänge extrem aufwändige Zuschatzschaltungen für die Abschaltung erfordern. Auch hier wiederum erhöht sch die Anzahl der Bauteile und führt somit zu größeren Abmessungen der Antriebe. Anstieg der Kosten. Reduzierung der Zuverlässigkeit.
IGCT: speziell für Mittelspannung entwickelt ABB ist sich der Notwendigkeit eines Leistungshalbleiters mit den folgenden Eigenschaften bewusst: Schalten mit hoher Geschwindigkeit wie ein IGBT Geringer Leistungsverlust wie ein GTO Zuverlässigkeit in einer Vielzahl von Mittelspannungsapplikationen
ABB hat auf der Basis bewährter Technologie eine einfache Lösung entwickelt: den Integrated Gate Commutated Thyristor (IGCT). Diese revolutionäre Technologie besteht aus einem weiterentwickelten GTO mit einer Reihe von Innovationen. Der neue IGCT Leistungshalbleiter ermöglicht nahezu verlustfreie, schnelle und homogene Schaltvorgänge. Der IGCT wird in einer Spannungszwischenkreis-Wechselrichter Topologie (VSI) verwendet, die effizienter und weniger komplex als andere Konfigurationen ist. Die Antriebe auf IGCT-Basis erfüllen die komplexen Anforderungen von Mittelspannungsantrieben. .
Neue Technik benötigt weniger Bauteile ABB hat auf der Basis bewährter Technologie eine einfache Lösung entwickelt: den Integrated Gate Commutated Thyristor (IGCT). Diese revolutionäre Technologie besteht aus einem weiterentwickelten GTO mit einer Reihe von Innovationen. Der neue IGCT Leistungshalbleiter ermöglicht nahezu verlustfreie, schnelle und homogene Schaltvorgänge. Der IGCT wird in einer Spannungszwischenkreis-Wechselrichter Topologie (VSI) verwendet, die effizienter und weniger komplex als andere Konfigurationen ist. Die Antriebe auf IGCT-Basis erfüllen die komplexen Anforderungen von Mittelspannungsantrieben.

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Bedienschnittstelle

Benutzerfreundliche Tools der ACS-Familie Die Mittelspannungs-AC-Frequenzumrichter verfügen über die gleichen benutzerfreundlichen Tools der anderen Antriebe der ACS-Familie. Hierdurch wird der Umgang mit vielen verschiedenen, in einer Anlage eingesetzten ABB-Antrieben vereinfacht. PC gestützte Software Tools wie DriveWindow, DriveSupport und DriveOPC unterstützen den Benutzer bei der Inbetriebnahme, Bedienung, Überwachung und Wartung.

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