Nejuniverzálnější střídavé pohony pro veškeré aplikace

Generaci střídavých regulovaných pohonů Sinamics firmy Siemens lze považovat za maximálně kompletní díky optimalizované koncepci řízení, napájení a univerzální funkční variabilitě spolehlivě zaručujících pohotová, rychlá a spolehlivá řešení požadavků zákazníků. Jde ve stručnosti o tři základní koncepce řešení a to: napájení a řízení otáček, polohy bez zpětné vazby a rekuperace energie, jako nejjednodušší a nejhospodárnější řešení pouze v případě motorického provozu standardní řešení s neregulovatelnou napájecí a rekuperační jednotkou při občasném generátorickém provozu a řešení s regulovanou rekuperační jednotkou při zvláště vysokých nárocích na provozní disponibilitu poháněného stroje a na kvalitu napájecí sítě. ZÁKLADNÍ POHONY S MĚNIČI FREKVENCE PRO MOTORICKÝ PROVOZ Typickými příklady použití těchto jednoduchých měničů frekvence jsou pohony čerpadel, ventilátorů, kompresorů, mixérů, mlýnů a dopravních zařízení. Zde se uplatňují měniče řady Sinamics S 120 modulární i skříňové/ individuální konstrukce, s výkony 0,37 - 90 kH, základní síťové moduly Sinamics, měniče řady G 130 (pro individuální pohony do výkonu 800 kW), G 150 (individuální měniče ve standardních rozvaděčích), jakož i měniče pro střední napětí GM 150, všechny ve standardním provedení nazývaném Basic Infeed. U tohoto řešení přímé napájení ze sítě přes diody svou jednoduchostí plně vyhovuje u aplikací s kvadratickým a konstantním točivým momentem. Při využití základních předností tohoto druhu pohonu s řízením otáček lze dosáhnout velmi významných úspor elektrické energie až 50 % ve srovnání s neřízenými otáčkami. Náklady na tyto pohony se amortizují za několik měsíců. Avšak i v náročnějších servoaplikacích s řízením pohybu s velkou přesností (Motion Control) lze použít postup „Basic Infeed“ jako jedno ze tří možných napájení víceosového pohonného systému Sinamics S 120. REKUPERAČNÍ SYSTÉMY NA BÁZI TRANZISTORŮ IGBT Aplikace s rekuperací elektrické energie zpět do sítě vyžaduje řešení, která jdou nad rámec koncepce Basic Infeed. Jsou to především dopravníkové pásy, výtahy, papírenské stroje, některá zařízení v metalurgickém průmyslu atd., kde často probíhá nejen motorický, ale i generátorický provoz. V těchto případech je na místě systém Smart Infeed integrovaný do pohonů Sinamics a zde jsou rekuperační jednotky řešeny na bázi tranzistorových výkonových modulů IGBT (bipolární tranzistory s izolovanou bází). Navracená energie může být využita jinými spotřebiči a odpadají náklady na opatření pro odvod tepla, které jsou nezbytné při běžných způsobech brzdění. Pro ten účel jsou vhodné moduly Smart Line Sinamics S 120, jakož i Sinamics G 120. Ve srovnání s tyristorovými moduly jsou moduly s IGBT odolnější a mají delší životnost při častém spínání zátěže. ZAMEZENÍ VLIVU NA NAPÁJECÍ SÍŤ Je-li vedle rekuperace vyžadováno navíc překonání krátkých výpadků sítě a zejména zabránění rušivým vlivům na síť, je k dispozici technika Active Infeed. Zde regulované jednotky, resp. moduly IGBT napájejí pohony konstantním napětím a rychlé vektorové řízení se stará o sinusový průběh proudu sítě. To platí jak pro energii odebíranou, tak i dodávanou do sítě. Kromě toho u měničů s moduly IGBT vyloučí obvyklý filtr téměř všechny vlivy pulzní frekvence na síť. Hodnoty eliminování se pohybují hluboko pod hodnotami u obvyklých 12, 18 nebo 24pulzních měničů frekvence. Tím jsou splněny nejen předpisy mnoha elektráren, ale odpadají také ztráty v nízkonapěťovém rozvodu podmíněné vyššími harmonickými proudu, v síťovém transformátoru a v celém síťovém přívodu. Maximální odolnost vůči kolísání napětí a výpadkům sítě přináší u pohonů s Active Infeed konstantní vyregulované mezilehlé stejnosměrné napětí, které odděluje motor od napětí střídavé vstupní sítě. Systém není citlivý na kolísání síťového napětí ve značném rozsahu a dokonce u slabých sítí je zaručena maximální přesnost fungování pracovního stroje nebo poháněného zařízení a kontinuita provozu. KOMPENZACE JALOVÉHO VÝKONU Pomocí mezilehlého napětí u měniče vyregulovaného na pevnou hodnotu se dají překlenout krátkodobé výpadky sítě a pohonný systém tedy pracuje nerušeně dále. U řešení Active Infeed je také volně volitelný účiník a u standardního nastavení hodnoty rovné 1,0 se neodebírá žádný jalový proud. Odchylná nastavení dávají možnost v širokých mezích vracet do sítě induktivní nebo kapacitní jalový proud, a tím kompenzovat paralelní zdroje jalového výkonu. Obvyklá kompenzační zařízení jsou pak nadbytečná. Typickými aplikacemi systému Active Infeed jsou např. různá zkušební a testovací pracoviště, zvedací zařízení, tiskařské a obráběcí stroje, cukrovarnické odstředivky atd. Výstupní řízené kmitočty měničů generace Sinamics se pohybují prakticky od nuly maximálně do 650 Hz u nízkých výkonů (ca do 100 kW) a do 300 Hz u středních ~ vysokých výkonů (ca nad 100 kW). Měniče s výkony nad 100 kW jsou projektovány také v zavřeném provedení, v krytí až IP 54 a s vodním chlazením výkonové části. Veškeré střídavé pohony Sinamics lze vybavit bezpečnostními funkcemi v souladu s normou EN 954-1 G. HOLUB