Altivar 1000

Altivar 1000
Przetwornice częstotliwości na średnie napięcie
Nowoczesna konstrukcja – wysoka jakośc
Zakres mocy od 500 kW do 10 MW
Podstawowe oszczędnosci z zastosowania
przetwornic Altivar 1000
+
+
+
+
=
Małe wymiary
Prosta konstrukcja
Elestycznośc
Przyjazna dla
użytkownika
Ok. 1.5 MW /1 metr
Dzięki zastosowaniu wysokonapięciowych tranzystorów IGBT
Budowa modułowa spełnia wszelkie
wymagania
Prosta w obsłudze serwisowej
Oszczęsnośc energii do 40%
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
2
Altivar 1000 – kompleksowa , elastyczna
oferta napędów dużej mocy
● Zakres mocy : od 0.5 do 10 MW
● Napięcie wyjściowe : 2.4/3.3kV (produkcja 4.16/6.6 kV
koniec 2009 )
● Chłodzenie :powietrze lub woda
● Rozwiązania także ze zwrotem energii do sieci
● Kompleksowa oferta napędu ( zawiera także
transformator i silnik )
● Redukcja wyższych harmonicznych
(wersje trafo 12/24/36 pulsowe, AFE, filtry)
● Praca z istniejącymi silnikami oraz z nowymi
● Wysoki poziom niezawodności: redundantny układ
chłodzenia , wysokiej jakości komponenty
● Bogaty wachlarz systemów komunikacji sieciowej
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
Motor
Altivar 1000
3
Standardy i certyfikaty : możeliwośc instalacji
we wszystkich krajach świata
● Standardy europejskie EU
● IEC EN 61800-3
● IEC EN 61800-4
● IEC EN 61800-5-1
● IEC EN 60204-11
● IEC EN 60529
● Standardy poza EU
● NEMA/ANSI
● UL
● CSA
● DNV
● GOST
● Australian standards
● etc.
● Na życzenie spełniane standardy specyficzne dla projektów
● Specyfikacje w petrochemii (np.: DEP Shell, Total, Chevron Texaco, etc.)
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
4
Nowoczesne rozwiązania dla napędów dużej
mocy na średnie napięcie
● Ropa i gaz
● Pompy, sprężarki, dmuchawy
● Wytłaczarki
● Pompownie , oczyszczalnie ścieków
● Pompy , dmuchawy, etc.
● Energia
● Wentylatory
● Pompy
● Rozruch turbin
● Kopalnie podziemne & odkrywkowe
● Taśmociągi
● Kruszarki
● Wentylatory
● Pompy
● …
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
5
Podstawowa charakterystyka
Typ przetwornicy
● Zasilanie
● Mostek diodowy  2 kwadrantowa charakterystyka pracy
- 12-pulsowy DFE
- 24-pulsowy DFE
● AFE prostownik aktywny (PWM)  4 kwadrantowa charakterystyka
● Wyjście z przetwornicy
● 3-poziom z połączonym punktem neutralnym (NPC)
● falownik napięciowy IGBT PWM
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
6
Schemat zasilania VSI 3-poziom NPC
IGBT
tranzystory na
wysokie
napięcie
 Niezawodnośc :
 Mniej części w porównaniu do Multilevel
 Wysoka sprawnośc ~ 99%
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
Napięcie
międzyfazowe
na wyjściu
7
Podstawowe właściwości
● Adaptacja do każdej sieci średniego napięcia
● Tolerancja napięcia : standard ± 10%
● Sprawnośc
● ~ 0.99
● Typ silnika
● Asynchroniczny
● Napięcie wyjściowe
● Typowe : 0 to 2300 V - 0 to 3300
● Opcja z transformatorem na wyjściu : 4160 V - 6600 V - 7200 V - 10,000 V 13,200 V ...
● Zakres częstotliwości wyjściowej
● Typowy : 5 to 70 Hz, rozszerzony : 5 to 140 Hz
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
8
Podstawowe właściwości
● Transformator zasilający
● Zewnętrzny , olejowy lub suchy (bez ograniczenia odległości instalacji)
● Zintegrowany z przetwornicą , tylko suchy
● Stopień ochrony obudowy
● Chłodzenie powietrzem : IP41
● Chłodzenie wodą : IP41 i IP54 jako opcja
● Chłodzenie
● Powietrzne z zapasowym wentylatorem dla mocy ≤ 5200 kVA
● Wodne z zapasową pompą dla mocy ≤ 14,400 kVA
● System bezpieczeństwa
● Uziemienie szyny napięcia DC
● Klucz systemu blokady pracy
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
9
HV IGBT,
wysoka sprawsośc i niezawodnośc
+
12/24 prostowniki zasilania
& 3-poziomowy łącznik NPC w
przetwornicy
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
Tranzystor IGBT na
wysokie napięcia
10
HV IGBT,
wysoka sprawsośc i niezawodnośc
 Wysoka niezawodnośc
 Mała ilośc komponentów
 Wysoka sprawośc ~ 99%
 Snubberless IGBT mała energia wyzwalania
 Bardzo mały poziom harmonicznych
 THDi < 2% (24pulse)
 Współczynnik mocy cos phi > 0.96
 Bez udarów dla silnika i sieci
 THDi < 5% bez filtra sinus i < 1% z
zastosowaniem filtra sinus
 Dozwolone długie kable > 500 m
Optymalna jakośc prądu
wyjściowego
 Bezpieczeństwo
 Szybkie zabezpieczenia i ograniczenia dla
prądów zwarcia
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
11
Pełna elastycznośc
Łatwa instalacja i oszczędnośc
na kablach
Wersja ze zintegrowanym transformatorem
Chłodzenie wodne - mniej
miejsca, mniejszy koszt w
porównaniu z powietrznym
Wersja z zewnętrznym wymiennikiem ciepła
woda – powietrze (oddzielny transformator )
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
12
ATV 1000 podstawowe wyposażenie
● Bezpieczniki na zasilaniu
● Prostownik
● DC BUS rozłącznik uziemienia
● Dławik silnikowy
● Standardowe sterowanie
● Karta do impulsatora (wraz z programem )
● Obudowa o stopniu ochrony IP41
● Standardowa dokumentacja
● Testy fabryczne
● Kompatybilnośc zgodnie ze standardem IEC
● Zapasowa pompa (chłodzenie wodne )
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
13
Opcje
● Rozłącznik napięcia na zasilaniu
● Rozłącznik uziemienia na zasilaniu
● Rozłącznik napięcia na wyjściu
● Rozłącznik uziemienia na wyjściu
● 3 CT transformatory dla zabezpieczenia różnicowoprądowego
● IP 33
● IP 54 (dla chłodzenia wodą )
● Podejście kabli zasilających od góry
● Podejście kabli wyjściowych od góry
● Filtr wyjściowy dV/dt (projektowany dla instalacji )
● Filtr sinusoidalny na wyjściu (projektowany do aplikacji )
● Redundantny wentylator przełączany podczas pracy
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
14
Opcje
● DC czoper + rezystor (zaprojektowany dla danej aplikacji )
● 3-drogowy zawór dla regulacji temp. wody
● Wymiennik powietrze –woda ( odległośc wymiennika od szafy < 10 m,
temperatura powietrza < 30 C) (tylko dla chłodzenia wodą )
● Rączka od wyłącznika na drzwiach szafy
● ANSI przegroda dla układu chłodzenia wodą
● 60 Hz zasilacz napięcia sterowania
● Blokada otwarcia drzwi więcej niż 90
● Grzejnik
● Narzędzia do wymontowywania modułu fazowego
● UPS + ładowarka baterii (typowo 30 minutes)
● Kompletna dokumentacja
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
15
Charakterystyka układu sterowania
● Sposób sterowania silnikiem
● V/f , sterowanie wektorowe bez sprzężenia, wektorowe ze sprzężeniem
● Synchronizacja obrotów, master/slave , auto-tuning, sterowanie momentem
● Dokładnośc zadawania prędkości w stanach statycznych
● ± 0.05% z impulsatorem
● ± 0.5 % bez impulsatora
● Czas reakcji na zmianę momentu obciąęnia : < 5 ms
● Standardy sieci
● Ethernet, Profibus, Modbus
● Opcje : CANopen, DeviceNet, etc.
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
16
Wersja z chłodzeniem powietrznym
dla pojedynczych aplikacji (do mocy 4 MW)
Kompaktowośc i dostępnośc
Ciągłośc pracy
Zapasowe wentylatory jako opcja
Ułatwienie
podczas testów
Wychylny panel:
bezpośredni
dostęp do
elementów mocy
Sterowanie na płycie obrotowej
Łatwa adaptacja do aplikacji
Użytkownika
Duża przestrzeń na
aparaty w polu zasilania
Jakośc energii zasilania
Prostownik diodowy
(12 lub 24 pulsowy)
Kompaktowośc i łatwa obsługa
Modułowa przetwornica 3 fazowa
Łatwe programowanie i
Otwarta komunikacja ze
Sterownikiem PLC
Ochrona silnika i kabli silnikowych
Filtr silnikowy
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
Niezawodna i łatwa obsługa
Moduły mocy (wysokonapięciowe tranzystory IGBT
z kondensatorami obwodu DC)
17
Wersja z chłodzeniem powietrznym
dla pojedynczych aplikacji (moc do 4 MW)

Ułatwienie podczas pracy
Bezpośredni dostęp do układów sterowania

Ułatwienie podczas instalacji
Łatwy dostęp do szafy od strony frontu

Zwiększone bezpieczeństwo

IP 41 jako standard
 Blokada elektromechaniczna drzwi

Niezawodnośc i łatwa obsługa
Blok mocy (tranzystory wysokonapięciowe IGBT wraz z kondensatorami
obwodu DC)
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
18
Budowa szafy z chłodzeniem powietrznym
Wentylator chłodzenia
Prostownik diodowy
Przekładnik pomiaru prądu
Szyny na wyjściu
Czujnik monitoring stanu
izolacji
Faza przetwornicy
szyny napięcia DC
Łącznik uziemienia
Dławik wyjściowy
Karty elektroniki
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
19
Chodzenie wodą – rozwiązanie dla pomieszczeń o
wzrastającej temperaturze (do mocy 10 MW)
Łatwe dopasowanie
do aplikacji
Duża przestrzeń w polu
zasilającym szafy na
montaż aparatów
Kompaktowośc i
dostępnośc
Sterowanie na
panelu obrotowym
Jakośc podłączenia
do sieci zasilającej
Prostownik diodowy
(12 lub 24 pulsowy)
Ciągłośc pracy
Układ chłodzenia posiada
standardowo dwie zamiennie
pracujące pompy
Niezawodnośc
I łatwa obsługa
Moduł mocy
(z tranzystorami
wysokonapięciowymi IGBT z
kondensatorami obwodu DC)
Łatwe programowanie i
sterowanie ze sterownika
PLC
Bezpieczne
przetwornice
1i2
Ochrona silnika i kabli
silnikowych
Dławik silnikowy
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
Budowa modułowa
Łatwe łączenie równoległe
przetwornic l
20
Chodzenie wodą – rozwiązanie dla pomieszczeń o
wzrastającej temperaturze (do mocy 10 MW)
 Ciągłośc pracy

Układ chłodzenia wodnego posiada standardowo dodatkową pompę
 Łatwa instalacja

Dostęp do wszystkich modułów przetwornicy od frontu
 Zwiększone bezpieczeństwo

IP 41 jako standard – IP 54 jako opcja

Blokada elektromechaniczna drzwi
 Niezawodnośc i łatwośc obsługi

Moduły mocy (jednofazowe moduły tranzystorów wysokonapięciowych IGBT z
kondensatorami obwodu DC)

Niski poziom hałasu
70 dB(A)
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
21
Budowa przetwornicy chłodzonej wodą
Prostownik diodowy
Moduł mocy jednej fazy
Szyny obwodu DC
Szyny wyjściowe
Transformatory
Czujniki monitoringu
stanu izolacji
Dławiki wyjściowe
Rurki podłączenia
zasilania w wodę
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
22
A33 seria: Chłodzenie powietrzem
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
(3300 V)
23
Typowe wymiary przetwornic
chłodzonych powietrzem
Moc : 1100 to 2250 kW
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
(Air-cooled, 3300 V)
Moc : 3200 to 4500 kW
24
W33 seria : Chłodzenie wodą
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
(3300 V)
25
Typowe wymiary przetwornic
(Chłodzenie wodą , 3300 V)
Moc : 5800 kW
Moc : 8700 kW
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
26
Typowe wymiary przetwornic
DFE
(Chłodzenie wodą , 3300 V)
Moc : 11,600 kW
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
27
Projekt kompleksowej dostawy układów
napędowych
Urządzenia, rozwiązania techniczne , obsługa serwisowa
● Przetwornica częstotliwości na niskie i średnie napięcie
● Silnik
● Transformator zasilający
● Układ automatyki i sterowania
● Instalacja
● Obsługa serwisowa
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
28
Projekt kompleksowej dostawy układów
napędowych
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
29
Przetwornice częstotliwości w sieci
sterowania i monitoringu .
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
30
Przetwornice otwarte na współpracę z
zewnętrznymi systemami sterowania.
● Nowatorski system sterowania
● Mikroprocesor z funkcjami sterownika PLC:
- Łatwa adaptacja do zewnętrznych sterowników
- Współpraca z głównymi sieciami : Ethernet,
Profibus, Modbus, Canopen, DeviceNet, itp.
● Łatwa integracja ze strukturą sterowania DCS
● Zawansowane funkcje sterowania łatwe do
zastosowania:
● Auto-tuning funkcja ułatwia szybki rozruch
● Lokalna (via HMI terminal lub PC ) i zdalna
diagnostyka i obsługa : możliwośc programowania
parametrów przetwornicy zdalnie
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
31
Wsparcie i doradztwo techniczne
● Doradztwo i konsultacje :
● Projektowanie zasilania (kompensacja mocy
biernej, filtrowanie , harmoniczne , etc.)
● Analiza układu napędowego, moment , etc.
● Oszczędnośc energii jako kryterium doboru
napędu
● Współpraca z kierownikiem projektu
● Testy fabryczne z obciążeniem
bez silnika oraz z silnikiem
● Instalacja i rozruch :
● Wsparcie i doradztwo techniczne
● Kontrakty obsługi serwisowej (okresowe
przeglądy techniczne oraz remonty)
● Szkolenie obsługi
● Szybkośc i elastycznośc serwisu
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
32
Altivar 1000
Dobry wybór.
Krótkie uzasadnienie .
Niezawodnośc
● Prosta konstrukcja znaczy:
● Niezawodna
● Bez egzotycznego transformatora
● Łatwa w programowaniu
parametrów
● Łatwa w obsłudze
● Prosty zestaw części serwisowych
● 3poziomy wystarczają dla bardzo
dobrego sterowania momentem
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
34
Wysoka sprawnośc oszczędnośc kosztów
● 3poziomowa konstrukcja NPC
z małą ilością komponentów
znaczy lepsza sprawnośc
● ATV1000@2096kW
 24,2kW  1,16% strat
● PowerFlex7000@2050kW
 41kW  2% start
● Różnica = 16,8kW
● dla 0,092€ / kWh
 oszczędności ok. 61.000,--€
w okresie 5 lat.
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
35
Zasady odpowiedzialności
● Długoletnie doświadczenie :
● Płyty elektroniki zabezpieczone do
pracy w najcięższych warunkach
otoczenia np. stalownie,
cementownie itp.
● Najlepsze, selekcjonowane
podzespoły np. diody , tranzystory
(EUPEC IGBT)
● Otwarta konstrukcja z wieloma
opcjami dodatkowymi, elastyczna
dla indywidualnych rozwiązań
● Oferta PDS (power drive system)
zestaw napędowy transformator,
przetwornica silnik.
● Silniki o dużej sprawności
● Silniki chłodzone wodą
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
36
Porównanie innych rozwiązań
● Inne konstrukcje :
● „Wielopoziomowy” znaczy wiecej
podzespołów  mniej niezawodny
● Egzotyczny transformator
(tranzformator 18 , 24 uzwojeniowy
ze skomplikowanym przeplotem).
● Skomplikowany system sterowania
● Wysoka cena za nieco lepszy kształt
prądu silnika
● Zastosowanie tranzystorów na
niskie napięcie jako zaleta
Schneider Electric - Automation – Motion & Drives – modified by Ho 2009-03-12
37