RÜCKSPEISEFÄHIGER MATRIX-KONVERTER U1000 DE EN

Transkript

1 RÜCKSPEISEFÄHIGER MATRIX-KONVERTER U1000 DE EN

2 Inhalt Über YASKAWA Führender Hersteller von Frequenzumrichtertechnologie U1000 Der Frequenzumrichter für maximale Effizienz Kompakt und effizient Merkmale und Funktionen Software Erfahrung und Innovation Seit 1915 produziert YASKAWA Produkte für Anwendungen im Maschinenbau und in industriellen Automatisierungssystemen. Unsere Standardprodukte wie auch die maßgeschneiderten Lösungen werden für ihre hervorragende Qualität und Langlebigkeit geschätzt. Gegenwärtig produziert YASKAWA mehr als 1,8 Millionen Frequenzumrichter pro Jahr und ist damit vermutlich weltweit der größte Hersteller von Umrichtern Codebezeichnung Anwendungen Optionen und technische Daten YASKAWA ist heute weltweit führender Hersteller von Frequenzumrichtern, Servoantrieben, Maschinensteuerungen, Mittelspannungsumrichtern und Industrierobotern. 10 Abmessungen 11 Anschlussplan Das Unternehmen leistet seit vielen Jahren Pionierarbeit in den Bereichen Motion Control und Antriebstechnik. Die innovativen Produkte optimieren Produktivität und Effizienz von Maschinen und Anlagensystemen. YASKAWA-Motoman-Roboter Mit einer Jahresproduktion von mehr als Servomotoren und Robotern bietet YASKAWA eine breite Palette von Erzeugnissen der Antriebstechnik für Automatisierungsprozesse in vielen verschiedenen Branchen an. Produkte von YASKAWA werden in allen Bereichen des Maschinenbaus und der industriellen Automatisierung benötigt. YASKAWA Eschborn, Deutschland Wo Sie auch sind unser Support ist immer in Ihrer Nähe. Mehr als Beschäftigte weltweit Mehr als Mitarbeiter im Worldwide Service Network Mehr als Mitarbeiter in Europa 2 U1000 Rückspeisefähiger Matrix-Konverter

3 U1000 Der Frequenzumrichter für maximale Effizienz Der U1000 ist ein hocheffizienter Frequenzumrichter mit modernster Matrix-Konvertertechnologie. Er bietet leistungsstarke Energierückspeisung und reduziert durch sinusförmige Eingangsspannungen und einen Leistungfaktor von nahezu eins gleichzeitig die Belastung von Netzkomponenten wie Transformatoren und Stromleitungen. Seine ultra kompakte Bauform macht den U1000 zur ersten Wahl für innovative, energieeffiziente Antriebslösungen mit oder ohne Energierückspeisung. INNOVATIVE MATRIX-TECHNOLOGIE Der U1000 ist ein hocheffi zienter Direktumrichter ohne Zwischenkreis bis zu einer maximalen Ausgangsfrequenz von 400 Hz. Er treibt Asynchron- und Permanentmagnetmotoren mit und ohne Encoder-Rückführung an, und ist damit die ideale Lösung für eine Vielzahl von Anwendungen und Maschinen. ENERGIESPARENDER 4Q-BETRIEB Seine Matrix-Technologie erlaubt dem U1000 voll regenerativ zu arbeiten. Dabei wird anfallende Bremsenergie in das Stromnetz zurückgespeist und für andere Verbraucher zur Verfügung gestellt. Das reduziert Energiekosten, macht Bremswiderstände und entsprechende Kühlung überfl üssig und minimiert zudem das Risiko für Brände. Integrierte funktionale Sicherheit Der U1000 verfügt über eine eingebaute SIL3 STO-Funktion und stellt so eine einfache Lösung zur Verbesserung der Maschinensicherheit dar. SAUBERE ENERGIE Die sinusförmige Eingangsspannung mit einem Gesamtklirrfaktor von unter 5% und einem Verschiebungsfaktor von nahezu 1 reduziert Energieverluste bei Netzkomponenten wie Generatoren und Transformatoren. Das verringert das Störpotential für andere Geräte und erhöht gleichzeitig die Zuverlässigkeit von Maschinen oder Installationen signifi kant. ZEITSPARENDE INSTALLATION Da keine externen Bauteile erforderlich sind, ist der Anschluss des U1000 eine Frage von Minuten. 3 Drähte rein, 3 Drähte raus fertig! Der Einsatz einer Rückspeiselösung mit geringen Oberschwingungen war noch nie so einfach. BIS ZU 50% KOMPAKTER Der U1000 benötigt keine externen Komponenten wie Netzdrosseln oder Oberwellenfilter. Selbst ein EMV-Filter ist integriert. Gegenüber anderen regenerativen Frequenzumrichterlösungen mit geringen Oberschwingungen braucht die Installation nur etwa die Hälfte des Platzes. GERINGERE KOSTEN Über die Ersparnis beim Energieverbrauch hinaus bietet der U1000 eine Reihe kostensparender Vorteile wie eine vereinfachte Installation, geringen Platzbedarf und kleinere Schaltschränke, weniger Kühlbedarf und geringeren Wartungsaufwand. 3

4 Kompakt und effi zient Energierückspeisung für maximale Effizienz Steigende Energiekosten und belastete Energieversorgungssysteme lassen den Bedarf an Energierückspeisung und geringen Oberschwingungen stetig wachsen. Der U1000 liefert beides und das ganz ohne die Komplexität traditioneller Lösungen. Er sieht aus wie ein neuer Frequenzumrichter aber enthält alles was nötig ist, um ein System mit höchstem Wirkungsgrad bei kleinstem Platzbedarf aufzubauen. Integrierte Energierückspeisung Beim U1000 ist die Energierückspeisung integriert. Anfallende Bremsenergie kann von anderen Verbrauchern im Netz verwendet werden, sodass Energie und Kosten gespart werden. Energieersparnis Geringere Wärmeentwicklung, geringerer Lüftungsbedarf Erhebliche Reduzierung der Brandgefahr Weniger Wartung Weniger Teile Weniger Netzenergie erforderlich Regenerative Energie Klimaanlagen, Heizung, Beleuchtung Matrix-Umrichter U1000 Anwendung wie Kran oder Hebezug Kompakt und einfach Dank des kompakten Designs des U1000 reduziert sich der Platzbedarf für die Installation um mehr als 50 %. Traditionelle regenerative Lösungen mit geringer Oberschwingung arbeiten häufig mit externen Transformatoren, Drosseln und Filterschaltungen. Der U1000 braucht diese Komponenten nicht. EMV- und Spannungsfilter sind fest verbaut. Der U1000 benötigt wenig Platz und ist innerhalb kürzester Zeit ganz einfach zu installieren. Kleinere Schaltschränke Weniger Komponenten Einfache Installation in kürzester Zeit Fügt sich leicht in bestehende Installationen ein einfache Nachrüstung 12/18-PULS- TRANSFORMATOR 12-Puls- Transformator EMV-Filter Standardantrieb NIEDRIGE OBERSCHWINGUNGEN NIEDRIGE OBERSCHWINGUNGEN ACTIVE FRONTEND EMV-Filter LC-Filter Active Standardantrieb ENERGIE- Frontend-Einheit RÜCKGEWINNUNG Traditionelle Rückspeiselösungen mit geringen Oberschwingungen ENERGIE- RÜCKGEWINNUNG Matrix-Umrichterlösung U1000 MATRIXUMRICHTER U1000 Bis zu 50 % weniger Platzbedarf 4 U1000 Rückspeisefähiger Matrix-Konverter

5 Merkmale und Funktionen Saubere Energie Integrierter Bypass-Betrieb Mit dem YASKAWA U1000 gehören typische Probleme im Einsatz, wie sie durch Oberschwingungen entstehen (Überhitzung von Energieanlagen oder Fehlfunktionen von Peripheriegeräten), der Vergangenheit an. Der MatrixUmrichter U1000 liefert saubere Energie mit einem Gesamtklirrfaktor von weniger als 5 %. Der U1000 verfügt über eine integrierte Bypass-Funktion. Läuft eine Anwendung bei Netzfrequenz und -spannung, kann der U1000 die Modulation der Ausgangsleistung unterbrechen und den Motor direkt auf das Netz schalten. Schütz Schütz U1000 X Kein Überdimensionieren von Transformatoren, Generatoren oder Kabeln h! X Weniger Verluste bei Netzkomponenten Schütz r te h Nic X Sinusförmige Eingangsspannung mit einem cos von nahezu 1 X Keine externen Bauteile erforderlich X Einfache Installation durch vollintegriertes Design X Geringere Lebenszykluskosten Eingangsstrom Standard-Frequenzumrichter Motor rlic de for Mit dem U1000 X Keine Schaltverluste im Umrichter X Leiser Motorbetrieb Kleinere Transformatoren und Generatoren Der Leistungsfaktor von nahezu eins reduziert Verluste in Generatoren, Transformatoren und Kabeln. So können kleinere Komponenten bei Neuinstallationen gewählt oder weitere Antriebe zu bestehenden Installationen hinzugefügt werden, ohne die Transformatorenleistung erhöhen zu müssen. Leistungsfaktor: 0,98 X Keine Probleme mit IT- und Steuersystemen X Zuverlässiger Betrieb U1000 eine Klasse für sich Präzise Steuerung von Asynchron- und Permanentmagnet-Motoren mit oder ohne Encoder Eingebaute funktionale Sicherheit Der U1000 ist mit einer integrierten zweikanaligen Funktion für sicheres Abschalten (STO) ausgestattet, die die SIL3/Ple-Anforderungen erfüllt. Damit lässt sich die Maschinensicherheit verbessern, ohne auf komplexe, externe Verdrahtungen zurückzugreifen. U1000 Schaltschütz Hocheffiziente direkte AC-AC-Umwandlung r te h Nic! ich rl de for Motor Automatische Einstellung von Motordaten Eingebauter EMV-Filter 13 Sprachen Volltext-Bedienteil X Einfache Verdrahtung 10 Jahre wartungsfreies Design X Weniger Komponenten und höhere Zuverlässigkeit Not-Aus 5

6 Software Software-Werkzeuge für YASKAWA Frequenzumrichter DriveWorksEZ integrierte SPS-Funktionalität DriveWorksEZ bietet zusätzlich programmierbare Funktionen, mit denen die Matrix-Umrichter U1000 ohne die Hilfe externer Steuerungen (z. B. SPS) an die Maschine angepasst werden können. Die Programmierung der Frequenzumrichterfunktionen erfolgt anhand von Symbolen über eine benutzerfreundliche grafi sche Oberfl äche. Vorteile SPS oder andere externe Steuerungen nicht erforderlich Konstanter Scanzyklus von 1 ms Einfach zu erlernende grafi sche Programmierung mit Online- Überwachung Höhere Zuverlässigkeit und niedrigere Kosten durch weniger Komponenten Beispielprojekte Wirtschaftlich optimierte Wasserski-Anlage Keine zusätzlichen E/As erforderlich Keine SPS erforderlich reduzierte Systemkosten auf weniger als 50 % der ursprünglichen Schätzung Effiziente Bremsfolge Flexible Sequenz für die mechanische Bremse von Hebezügen Verhindert Abnutzung der Bremsen und unsicheren Betrieb DriveWizard Plus für die einfache Inbetriebnahme Verwalten Sie die Einstellungen für alle Antriebe direkt von Ihrem PC aus. Ein unverzichtbares Tool für die Einstellung und Wartung der Antriebe. Bearbeiten Sie Parameter, greifen Sie auf alle Monitore zu, erstellen Sie maßgeschneiderte Betriebsabläufe und überwachen Sie Regelgrößen mit der Oszilloskop-Funktion. Ein einziges Tool für Parametermanagement, Antriebseinrichtung, Überwachung und Fehlerdiagnose Komfortable PC-basierte Antriebseinrichtung, Überwachung und Diagnosefunktionen Integrierte Oszilloskop-Funktion Online- und Offl ine-bearbeitung von Parametern 6 U1000 Rückspeisefähiger Matrix-Konverter

7 Anwendungen Für eine Vielzahl von Branchen Dank der Energierückspeisung und dem sinusförmigen Eingangsstrom spart der U1000 Energie und damit Geld. Den maximalen Effekt erzielen Sie in Anwendungen mit hohen Trägheitslasten, 4-Quadranten-Lasten, langfristiger Energierückspeisung sowie schnellem Abbremsen. U1000 eine Investition, die sich lohnt. Motorprüfstände Roboter Aufzüge Krane, Hebezüge Wickler Rolltreppen Aufzüge und Rolltreppen Krane und Hebezüge Zentrifugen Wickler Pressen Exzenter Kommunikationsoptionen RS-422/485 (MEMOBUS/Modbus mit 115,2 kbps) als Standard in allen Modellen Optionskarten für alle gängigen Feldbusse verfügbar /TCP II/III 7

8 Codebezeichnungen Modellnummer Matrix-Umrichter U1000 CIMR- U C 4 E 0414 A A A Matrix-Serie U1000 U Reservierte Spezifikationen Europäische Spez. C Umweltspezifikationen Standard A Spannungsklasse 3-phasig, V AC 2 3-phasig, V AC 4 Gehäusetyp IP00 IP20 / NEMA Typ1 A F Kundenspezifikationen Standardmodell EMV-Netzfilter eingebaut A E Nennausgangsstrom [A] ND HD ND HD U1000 Modell Eingangsstrom [A] Nennausgangsstrom [A] Eingangsstrom [A] Nennausgangsstrom [A] Taktfrequenz U1000 Modell Eingangsstrom [A] Nennausgangsstrom [A] Eingangsstrom [A] Nennausgangsstrom [A] Taktfrequenz 200 V Klasse CIMR-UC2AAAA bis 10 khz 400 V Klasse CIMR-UC4AAAA ,7 9, bis 10 khz 8 U1000 Rückspeisefähiger Matrix-Konverter

9 Optionen und technische Daten Optionen Gerät Beschreibung Modellcode Eingang/ Ausgang Kommunikation Sonstige Drehzahlrückführung Analogausgänge Optionskarte mit zwei analogen Ausgängen AO-A3 10 bis +10 VDC (Auflösung 1/2048) Digitalausgänge Optionskarte mit acht digitalen Ausgängen DO-A3 6 Optokoppler (48 V, 50 ma oder weniger), 2 Relaiskontakte max. 250 V AC/30 V DC, 1 A Analogeingänge Optionskarte mit drei analogen Eingängen AI-A3 10 bis +10 VDC (20 kω, Auflösung. 1/8192), 4 bis 20 ma (500 Ω, Auflösung 1/6554) Digitaleingänge Optionskarte für digitale Sollwertvorgabe DI-A3 16 Bit binär, BCD 2 Stellen + Vorzeichen + Sollwert, +24 V (isoliert), 8 ma Feldbus-Optionen CC-Link SI-C3 DeviceNET SI-N3 EtherCAT SI-ES3 EtherNET/IP SI-EN3 / SI-END3 MECHATROLINK-II SI-T3 MECHATROLINK-III SI-ET3 Modbus TCP/IP SI-EM3 POWERLINK SI-EL3 PROFIBUS-DP SI-P3 PROFINET SI-EP3 HTL Typ A, B, und Z Spur, max. 50 khz PG-B3 TTL/Line Drive Typ USB Kopiereinheit USB Konverter zur Nutzung von PC-Tool und als Kopiereinheit JVOP-181 zum einfacheren Duplizieren und Sichern der eingerichteten Parameter IP65 Bedienteil Zum einfachen Anbringen des Umrichterbedienfeldes JVOP-V11001 Montagerahmen z. B. an einer Schaltschranktür DriveWizard Plus IP20/NEMA-Teilesatz Kühlkörper-Teilesatz A+, A-, B+, B-, Z+, Z- Spur (RS-422), max. 300 khz Eingangsfrequenz, Pulsausgang integriert Parametrierungssoftware Baugröße 1: EZZ022745A, Baugröße 2: EZZ022745B, Baugröße 3: EZZ022745C, Baugröße 4: EZZ022745D, Baugröße 5: EZZ022745E, Baugröße 6: EZZ022745F Baugröße 1: EZZ022706A, Baugröße 2: EZZ022706B, Baugröße 3: EZZ022706C, Baugröße 4: EZZ022706D, Baugröße 5: EZZ022706E, Baugröße 6: EZZ022706F PG-X3 Spezifikationen Betriebsumgebung Leistungen Umgebungstemperatur -10 bis +50 C Luftfeuchtigkeit Lagertemperatur 95 % relative Luftfeuchte oder weniger (nicht kondensierend) -20 bis +60 C (kurzzeitiger Temperaturwert bei Transport) Aufstellhöhe über NN Bis zu 1000 m (über 1000 m Leistungsminderung erforderlich, max m) Stoß Schutzklasse 10 bis 20 Hz; 9,8 m/s² ; 20 bis 55 Hz: 5,9 m/s², (UC2A UC2A0081, UC4A UC4A0077) 2,0 m/s² (UC2A UC2A0248, UC4A UC4A0414) Standard IP00, IP20/NEMA-Typ-1-Teilesatz optional Normen UL508C, IEC/EN , IEC/EN , ISO/EN Cat.3 PLe, IEC/EN SIL3 Eingangsspannung 200 bis 240 VAC (-15% bis +10%), 380 bis 480 VAC (-15% bis +10%) Nenneingangsfrequenz 50/60 Hz ± 3% Ausgangsfrequenz Eingangsleistungsfaktor Überlastfähigkeit 0 bis 400 Hz 0,98 (für Nennbetrieb) Hohe Beanspruchung: 150% für 1 Min., normale Beanspruchung: 120% für 1 Min. 9

10 Abmessungen Modelle mit offenem Gehäuse IP00/IP20 W1 4-d H4 t2 W1 4-d H1 H H4 t2 W1 4-d H4 t1 t2 W H2 D t1 D1 H1 H H1 H W H2 Baugröße 1/2 D D1 W1 W2 W2 6-d Baugröße 3 H4 t2 H1 H Max 15 W Max 15 H2 Baugröße 4 t1 D1 D Matrix-Umrichter U V Modellnr. CIMR-UC2 AA Nennleistung [A] Normalbetrieb Hohe Beanspruchung Matrix-Umrichter U V Max 15 Baugröße 5/6 Abmessungen [mm] Gewicht [kg] mit eingebautem EMV-Filter Gewicht [kg] Standardmodell W H (IP00) H (IP20) D W1 H1 H2 H4 D1 d IP00 IP20 IP00 IP , , , , , , , , , Modellnr. Nennleistung [A] CIMR-UC4 AA Normalbetrieb Hohe Beanspruchung , Baugröße Baugröße Max 15 H2 Abmessungen [mm] D t1 D1 Gewicht [kg] mit eingebautem EMV-Filter Gewicht [kg] Standardmodell W H (IP00) H (IP20) D W1 H1 H2 H4 D1 d IP00 IP20 IP00 IP , , , , , , , , , U1000 Rückspeisefähiger Matrix-Konverter

11 Anschlussplan Standard-Anschlussplan Dreiphasige R/L1 Leistungsversorgung S/L2 200 bis 400 V 50/60 Hz T/L3 Netz- Schalter R/L1 S/L2 T/L3 p1 n1 U1000 U/T1 V/T2 W/T3 U V W Motor M Vorwärtslauf / Stopp Rückwärtslauf / Stopp Externer Fehler S1 S2 S3 Steuerkreis Steckplätze für Optionskarten CN5-C CN5-B CN5-A Masse Abgeschirmte Leitung Multifunktionale digitale Eingänge (Werkseinstellung) Fehlerrücksetzung Multi-Geschwindigkeit Schritt 1 Multi-Geschwindigkeit Schritt 2 Tippgeschwindigkeit Baseblock S4 S5 S6 S7 S8 Steuerklemmen Steckbrücken und Schalter DIP-Schalter S1 V I A2 Auswahl Spannung / Strom Aus DIP-Schalter S2 Ein Abschl. Wid. Ein/Aus Steckbrücke S3 H1, H2 Sink-/Source-Auswahl Drahtbrücke zur Sink-/ Source-Betriebsartauswahl (Standard: Sink) SN SC SP +24 V PTC AI V I DIP-Schalter S4 A3 Analog/PTC Eingang Ausw. Steckbrücke S5 AM/FM Spann./Strom Auswahl FM AM N.O. N.C. Schiebeschalter S6 DM+,DM- N.C./N.O. Auswahl Multifunktionale Analog / Puls Impulsfolge-Eingänge 2 k MEMOBUS/Modbus Komm. RS-422/RS-485 max. 115,2 kbit/s 2-kanaliger STO-Eingang (SIL3) RP V Eingangsspannung +10,5 V DC, max. 20 ma A1 Analoger Eingang 1 (Frequenzvorspannung) 10 bis +10 V DC (20 k) A2 Analoger Eingang 2 (Frequenzvorspannung) -10 bis +10 Vdc (20 k) 0 oder 4 bis 20 ma (250 ) A3 Analoger Eingang 3 / PTC-Eingang (Zusatz-Frequenzsollwert) AC 10 bis +10 V DC (20 k) 0 V V R R S S IG H1 H2 HC FE Schirmklemme Impulsfolge-Eingangsklemme (max. 32 khz) Eingangsspannung, 10,5 V DC, max. 20 ma Abschlusswiderstand (120, 1/2 W) DIP Schalter S2 EMV-Filter Schalter EIN AUS Y-Kondensator 0 V 0 V MA MB MC M1 M2 M3 M4 M5 M6 MP AC FM AM AC E (G) Fehlerrelais 250 V AC, max. 1 A 30 V DC, max. 1 A (min. 5 V DC, 10 ma) Multifunktionaler Relaisausgang (während Betrieb) 250 V AC, max. 1 A 30 V DC, max. 1 A (min. 5 V DC, 10 ma) Multifunktionaler Relaisausgang (Nulldrehzahl) 250 V AC, max. 1 A 30 V DC, max. 1 A (min. 5 V DC, 10 ma) Multifunktionaler Relaisausgang (Drehzahlübereinstimmung 1) 250 V AC, max. 1 A 30 V DC, max. 1 A (min. 5 V DC, 10 ma) Multifunktionaler Impulsfolge-Ausgang (Ausgangsfrequenz) 0 bis 32 khz (2,2 k) FM AM EDM (Safety Electronic Device Monitor) DM DM Multifunktionaler Analogausgang 1 (Ausgangsfrequenz) 10 bis +10 V DC (2 ma) oder 4 bis 20 ma Multifunktionaler Analogausgang 2 (Ausgangsstrom) 10 bis +10 V DC (2 ma) oder 4 bis 20 ma abgeschirmte Leitung paarweise verdrillte, abgeschirmte Leitung Steuerkreisklemme Leistungsklemme 11

12 YASKAWA Europe GmbH Drives & Motion Division Hauptstr Eschborn Deutschland Aufgrund fortlaufender Produktmodifikationen und -verbesserungen unterliegen die technischen Daten Änderungen ohne vorherige Ankündigung. YASKAWA Europe GmbH. Alle Rechte vorbehalten. Dokumenten-Nr. YEU_INV_U1000_DE_v1_0415 Gedruckt in Deutschland, April 2015