Ultra-Low-Harmonic Drives

Das Ziel: Ein oberschwingungsfreies Netz

Oberschwingungen verursachen Verschmutzungen am Stromnetz und ein unberechenbares Verhalten der angeschlossenen Einrichtungen. Die Ultra-Low-Harmonic Drives von ABB berücksichtigen die vermehrt gestellten Forderungen nach einer höheren Qualität der Netzspannung.

Oberschwingungen können fragile elektronische Geräte beschädigen, Messeinrichtungen stören, sowie Interferenzen bei den Kommunikationseinrichtungen verursachen. Infolgedessen können keine oder falsche Messwerte angezeigt werden, Leistungsschalter und Sicherungen ausgelöst und Kondensatorausfälle verursacht werden. Weitere Folgen können überhitzte Transformatoren, Kabel, Motoren, Generatoren und Kondensatoren sein. Anlagen werden überdimensioniert, um diese Effekte möglichst gering zu halten. Dies zieht allerding höhere Investitionskosten und eine nicht voll genutzte Anlagen-Kapazität mit sich.

Die von den Oberschwingungen verursachen Probleme führen zu erhöhten Verlusten. Durch die Überhitzung wird mehr Energie verbraucht und die Lebensdauer sowie Zuverlässigkeit der Ausrüstung reduziert. Im äußersten Fall lösen die Oberschwingungen unnötige und unerwünschte Prozessunterbrechungen aus.

Um häufig ineffektive Maßnahmen wie eine zusätzliche Kühlung oder eine Überdimensionierung der Einrichtung zu verhindern, ist es effektiver, bei Oberschwingungen Komponenten einzusetzen, die diese gar nicht erst verursachen.

_{Bild 1: Moderne Ultra-Low Harmonic Drives wie der ACQ580 von ABB reduzieren Oberschwingungen ohne zusätzliche Komponenten}

^{Bild 2: Im Idealfall weist der Netzstrom eine reine Sinuskurve auf und enthält keine Oberschwingungen. In der Realität allerdings weicht der Strom von dieser reinen Sinuskurve ab und enthält Oberschwingungen}

Geringer Oberschwingungsgehalt
ABB erzeugt mit seinen Ultra-Low-Harmonic Drives nur einen sehr geringen Oberschwingungsgehalt und entspricht den Anforderungen der strengen internationalen Norm IEEE 519 für einen geringen Oberschwingungsgehalt. Im Vergleich zu einem konventionellen Antrieb wird der Oberschwingungsgehalt um bis zu 97 % reduziert. Typischerweise beträgt die Gesamtstromverzerrung 3 %. Zum Vergleich: die typische Gesamtverzerrung (THD) liegt mit einem Passivfilter zwischen 5 und 10 %.

Die Oberschwingungsdämpfung ist bei den kompakten Ultra-Low-Harmonic-Drives in den Frequenzumrichter integriert. Diese beinhaltet eine aktive Einspeiseeinheit und einen Netzfilter für geringe Oberschwingungen. Es werden keine externen Filter, Multi-Puls-Konfiguratoren oder Spezialtransformatoren durch diese Komplettausstattung benötigt. Eine einfache Installation sorgt für erhebliche Einsparungen bei der Zeit, beim Platz und den Kosten. Des Weiteren müssen weitere Komponenten wie Transformatoren und Kabel nicht überdimensioniert werden, um das reduzierte Überhitzungsrisiko aufgrund geringerer Oberschwingungsströme zu gewährleisten.

Ausgangsspannung wird stabilisiert und Energie effizient genutzt
Die bereits in den Frequenzumrichtern integrierte Einspeiseeinheit erhöht die Ausgangsspannung, um für eine volle Motorleistung zu sorgen, wenn die Eingangsspannung unter dem Nennwert liegt. Dies gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb bei schwachem Netz.

ABB erreicht mit seinen Ultra-Low-Harmonic Drives Leistungsfaktor Eins. Dies bedeutet, dass die elektrische Energie in vollem Ausmaß genutzt wird. Der Energieverbrauch sinkt und die Energieeffizienz verbessert sich durch die Reduzierung der Oberschwingungsströme erheblich.

Die Frequenzumrichter bieten durch die Kompensierung von Blindleistungen, die vom Fremdgerät ausgehen können, die Möglichkeit einer Leistungsfaktorkorrektur des Netzes. Weitere Einrichtungen wie Filter und große Kondensatorbänke werden für die Leistungsfaktorkorrektur nicht benötigt. Des Weiteren können die Geräte dazu beitragen, dass Strafzahlungen an die Elektrizitätswerke aufgrund eines schlechten Leistungsfaktors vermieden werden.

Für alle Industrien und Applikationen
ABB verfügt über ein erhebliches Portfolio an Ultra-Low Harmonic Drives:

ACS880-31/37 Ultra-Low-Harmonic Drives sind konkret an die Anforderungen der meisten Branchen wie Öl und Gas, Energie, Papier und Zellstoff, Nahrungs- und Genussmittel, Schiffbau/Offshore, Metall und Bergbau angepasst.
Der ACH580-31 Ultra-Low-Harmonic Drive ist besonders auf Anwendungen im HLK-Bereich und der Wasser- und Abwasserwirtschaft ausgelegt.
Der ACQ580 Ultra-Low-Harmonic Drive ist speziell für Pumpenapplikationen im Wasser-/Abwasserbereich entwickelt.

Gut zu wissen: Die modernen Ultra-Low Harmonic Drives von ABB sind auch mit den ABB Ability™ Monitoring Services kompatibel. Damit erhalten Anwender an jedem beliebigen Standort Echtzeit-Daten über den Zustand und die Leistung ihrer Umrichter.

^{Bild 3: Im Vergleich zu einem konventionellen Antrieb wird mithilfe von Ultra-Low Harmonic Drives der Oberschwingungsgehalt um bis zu 97 % reduziert. Die Gesamtstromverzerrung beträgt typischerweise 3 %}