1. Energieverbrauchsberechnung Mit SIZER V3.9 wird eine lastabhängige Energieverbrauchsberechnung für folgende Konstellationen angeboten:

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1 Energiebetrachtung im SIZER 1. Energieverbrauchsberechnung Mit SIZER V3.9 wird eine lastabhängige Energieverbrauchsberechnung für folgende Konstellationen angeboten: - Lastarten o Einfache Motorauswahl o Lastkennlinie o Mechanische Systeme o Pumpen/Lüfter/Kompressoren - Netze o 1AC 230V o 3AC 230V o 3AC 400V o 3AC 690V - Umrichter Motoren Kombinationen o G120 PM240 mit Standard ASM* o G130 mit Standard ASM* o G150 mit Standard ASM* o S150 mit Standard ASM* o S120 mit Standard ASM*, 1PH7, 1PH8, 1PL6, 1FT6, 1FT7, 1FK7,1FW3, 1FW6, 1FE1, 1FN - Motorstarter Motoren Kombinationen o Motorstarter mit Getriebemotoren 2KJ* o Motorstarter mit Standard ASM* (* Bei den Standard ASM und 2KJ sind nicht für das vollständige Spektrum Berechnungsdaten vorhanden) Die Energiebetrachtung berücksichtigt die Leistungskomponenten (Motor, Leistungsteil/Motor Modul + Line Modul, Eingangsdrossel, Ausgangsdrossel, Active Interface Module etc.). Elektronikkomponenten (z.b. Control Unit, Sensor Module, SITOP, Steuerungen, I/O- Baugruppen etc.) werden nicht betrachtet. Für den Energiebedarf der Mechanik wird die benötigte Leistung am Getriebe herangezogen (Lastverlauf ohne J-Motor, ohne Getriebe und ohne gegebenenfalls in mechanischen Systemen bereits vorgegebene Motorzusatzträgheit). Reibung und Wirkungsgrade (generatorisch / motorisch berücksichtigt) der Mechanik sind hierin einbezogen. Es werden bei rückspeisefähigen und nicht rückspeisefähigen Systemen identische Werte angezeigt. Bei überwiegend generatorischem Betrieb, ist dieser Wert negativ. Bei den Motoren werden folgende, lastabhängige Verlustanteile berücksichtigt: - Kupferverluste - Eisenverluste - Reibungsverluste - Oberschwingungsverluste - Konstante Verluste Technische Änderungen vorbehalten Seite 1 / 8

2 Bei den Leistungskomponenten (Line Module, Motor Module, Umrichter, Netzdrossel,...) werden folgende Verlustanteile berücksichtigt: - Stromabhängige Verlustleistung (Leitverluste, Schaltverluste) - Leistungsabhängige Verlustleistung (abhängig von der Ausgangswirkleistung) - Konstantverlustleistung (unabhängig von der Belastung) Es ist zu beachten, dass nicht jede Komponente alle drei Verlustanteile aufweisen muss. So haben z.b. eine Netzdrossel nur stromabhängige Verluste und ein Motor Module nur Konstantverluste und stromabhängige Verluste. Lediglich komplette Umrichter (AC-AC- Geräte) haben alle drei Verlustanteile. Die Gesamtverlustleistung in einem beliebigen Betriebspunkt ergibt sich aus der Summe der Einzelverlustleistungen in dem betreffenden Betriebspunkt. Bei Lastpielen werden die Einzelverlustleistungen über das Integral des Verlaufs ermittelt. Hierbei gehen die Anteile als lineares Mittel ein. Die Gesamtverlustleistung ergibt sich aus der Summe der Werte aller Zeitabschnitte des Fahrzyklusses. Dies stellt sich in Summe folgendermaßen dar: Achssicht Systemsicht P System,in Einzelantrieb Achse aus Mehrachsantrieb n *Einzelantrieb Mehrachsantrieb P System,out Falls rückspeisefähig P V,Eingangskomp. f Achse * P V,Eingangskomp. P V,Eingangskomp. P V,Eingangskomp. Antriebssystem ~ Einspeisung P ZK,out Falls nicht rückspeisefähig P V,Leistungsteil, Gleichr. P V,Leistungsteil, Wechselr. f Achse * P V,LineModul P V,MotorModul P V,Leistungsteil, Gleichr. P V,Leistungsteil, Wechselr. P V,LineModul P V,MotorModul ~ Zwischenkreis P Motor P V,Ausgang P V,Motor P V,Ausgang P V,Motor P V,Ausgang P V,Motor P V,Ausgang P V,Motor Motor + Getriebe P Mechanik P V,Getriebe P V,Mechanik P V,Getriebe P V,Mechanik P V,Getriebe P V,Mechanik P V,Getriebe P V,Mechanik Last + Mechanik motorisch generatorisch P Wirk P Wirk P Wirk P Wirk Aktueller Stand SIZER V3.9 - Einsatzbedingungen: - Bei Standard ASM kleiner Baugröße werden die Ausführungen 1LA5/7 und 1LG4/6, jeweils 2-/4-/6-polig berücksichtigt. Diese Motoren können für die o.g., möglichen Konstellationen betrachtet eingesetzt werden; die beschriebene Verlustleistungsberechnung wird hierfür ausgeführt. - Bei Standard ASM großer Baugröße werden die Ausführungen 1LA8 mit Normalisolierung (nicht PM-Ausführung) 2-/4-/6-/8-polig berücksichtigt. Die Daten sind einsetzbar für die Lastart M~n 2 bei ungeregelter Einspeisung mit Flankenmodulation im Frequenzbereich von 10 bis 50 Hz. - Bei Synchronservomotoren werden die 1FK7, 1FT6, 1FT7 und 1PH8 Synchron berücksichtigt. Diese Motoren können für die o.g., möglichen Konstellationen Technische Änderungen vorbehalten Seite 2 / 8

3 betrachtet eingesetzt werden; die beschriebene Verlustleistungsberechnung wird hierfür ausgeführt. Die Energieberechnung für Motoren der Achshöhe > 160 sind im Drehzahlbereich bis ca /min aufgrund der aktuellen Datenlage mit entsprechender Sicherheit ausgeführt. Beachten Sie dies bei der Projektierung. - Bei Hauptmaschinen werden die 1PH7, 1PH8 Asynchron und 1PL6 berücksichtigt. Diese Motoren können für die o.g., möglichen Konstellationen betrachtet werden; die beschriebene Verlustleistungsberechnung wird hierfür ausgeführt. Die Energieberechnung für Motoren der Achshöhe > 160 sind im Drehzahlbereich bis ca /min aufgrund der aktuellen Datenlage mit entsprechender Sicherheit ausgeführt. Beachten Sie dies bei der Projektierung. - Die Antriebskomponenten (Leistungsteile, Drossel,...) können für die o.g., möglichen Konstellationen eingesetzt werden; die beschriebene Verlustleistungsberechnung wird hierfür ausgeführt. Die Betrachtung berücksichtigt Netzfrequenz 50 Hz. 2. Anzeige der Energieverbrauchsdaten Der Energiebedarf der Leistungselektronik kann in der Lasche Ergebnisse für die Antriebssysteme, die mit den o.g. Konstellationen projektiert wurden, angezeigt werden. Für Antriebssysteme mit z.b. anderen Motoren, werden diese Ergebnisse nicht angeboten. Das Ergebnis zeigt ein Single Line Diagramm, das die projektierten Komponenten anzeigt. Darin werden an vier markanten Stellen die Verbrauchsleistungen angezeigt: - Last + Mechanik - Motor + Getriebe - Antriebssystem (Einspeiseleistung) - Antriebssystem (Rückspeise- bzw. Bremsleistung falls generatorischer Betrieb projektiert) Darüber hinaus wird der Energiebedarf in kwh/a, bezogen auf die vorgegebenen Betriebsstunden/a angegeben. Die Betriebsstunden können vom Anwender vorgegeben werden: - im Menü Extras > SIZER-Einstellungen > Auslegung für neue Projekte als Voreinstellung - im Menü Projekt > Projekteinstellungen > Auslegung zur Anpassung im aktuellen Projekt; Defaultwerte bei neuen Projekten aus den SIZER-Einstellungen Technische Änderungen vorbehalten Seite 3 / 8

4 Bei Einzelantrieben wird der Energiebedarf für alle projektierten Komponenten angezeigt: Technische Änderungen vorbehalten Seite 4 / 8

5 Bei Mehrachsantrieben wird der Energiebedarf für alle projektierten Komponenten des gesamten Antriebssystems angezeigt; die Werte für Einzelachsen können im Antriebsvergleich (s.u.) ausgewiesen werden: Technische Änderungen vorbehalten Seite 5 / 8

6 3. Vergleichsgruppen Vergleichsgruppen dienen der Gegenüberstellung jeweils zweier Antriebssysteme zum Vergleich des Energiebedarfes. Vergleichsgruppen können erstellt werden - durch die direkte Anwahl beim Erzeugen von alternativen Antriebsprojektierungen oder - durch manuelle Erstellung einer Vergleichsgruppe. Die manuelle Erstellung einer Vergleichsgruppe kann im Projektbaum im ersten Knoten Vergleich Energiebedarf ausgeführt werden. Darin wird nach Festlegung des Vergleichstyps und der Ausführung das Vergleichssystem 1 und Vergleichssystem 2 festgelegt. Nach Festlegung einer Vergleichsgruppe kann das Ergebnis in der Lasche Ergebnisse unter dem Ordner Vergleich Energiebedarf aufgerufen werden. 4. Teillastwirkungsgrade Das Datenblatt mit Teillastwirkungsgraden kann für folgende Konstellationen generiert werden: - Lastarten o Einfache Motorauswahl - Netze o 1AC 230V o 3AC 230V o 3AC 400V o 3AC 690V - Umrichter Motoren Kombinationen o G120 PM240 mit Standard ASM o G130 mit Standard ASM o G150 mit Standard ASM o S150 mit Standard ASM o S120 AC/AC mit Standard ASM, 1PH7, 1PH8, 1PL6, 1FT6, 1FT7, 1FK7, 1FW3, 1FW6, 1FE1, 1FN Technische Änderungen vorbehalten Seite 6 / 8

7 In der Lasche Ergebnisse kann das Datenblatt für das entsprechende Antriebssystem über den Eintrag Teillastwirkungsgrade abgerufen werden. Die Berechnungen werden für jeden zu berechnenden Teillastpunkt wie unter Kap. 1 beschrieben durchgeführt. Das Datenblatt zeigt die typische mittlere Verlustleistung für Motor und Umrichter sowie die Teillastwirkungsgrade für das Antriebssystem für definierte Betriebspunkte: Werden durch die Motorprojektierung Betriebspunkte ausgeschlossen (z.b. durch Verschiebung des Betriebspunktes), dann werden für die ausgeschlossenen Betriebspunkte keine Werte ausgegeben. Technische Änderungen vorbehalten Seite 7 / 8

8 5. Schrankverlustleistung Die lastabhängigen Schrankverlustleistungen des projektierten Antriebssystems werden in der Lasche Ergebnisse für die Leistungskomponenten unter dem Antriebssystem über den Eintrag Schrankverlustleistung und für die Elektronikkomponenten unter der Steuerung/Regelung über den Eintrag Schrankverlustleistung angeboten. Die angezeigte Struktur und die Berechnung der Werte erfolgt für die Komponenten folgendermaßen für Mehrachsantriebssysteme (bei Einzelantrieben sind die Werte für die Elektronikkomponenten in der Tabelle der Leistungskomponenten enthalten): Achse ~ Motor Module lastabhängige Berechnung gemäß Kap. 1 ~ Motordrossel / du/dt Filter lastabhängige Berechnung gemäß Kap. 1 ~ Sensor Module Katalogwert Line Module und Eingangskomponenten ~ Line Module lastabhängige Berechnung gemäß Kap. 1 ~ Active Interface Modul lastabhängige Berechnung gemäß Kap. 1 ~ Netzdrossel lastabhängige Berechnung gemäß Kap. 1 ZK-Komponenten ~ Braking Modules Katalogwert ~ Capacitor Modules Katalogwert ~ Voltage Sensing Module Katalogwert ~ Voltage Clamping Module Katalogwert Sonstige System-Komponenten ~ Control Units Katalogwert ~ Terminal Modules Katalogwert ~ Option Board (CBC10, CBE20, TB30) Katalogwert ~ Operator Panels Katalogwert ~ SITOPs / Control Supply Module Katalogwert Hinweis: Die Betrachtung berücksichtigt Netzfrequenz 50 Hz. Beispiel: Technische Änderungen vorbehalten Seite 8 / 8