Umrichter-Parallelschaltungen; Allgemeines; Umrichter-Parallelschaltung Bei Sinamics - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise

1.15 Umrichter-Parallelschaltungen

1.15.1

Allgemeines

Die Parallelschaltung von kompletten Umrichtern bzw. deren Komponenten (Infeed Modules und Motor Modules) kann
aus verschiedenen Gründen sinnvoll sein:
•
Zur Erhöhung der Umrichterleistung, wenn die Höhe der geforderten Leistung durch andere Maßnahmen
technisch oder wirtschaftlich nicht sinnvoll erreicht werden kann. So wird z. B. die Parallelschaltung von
IGBT-Modulen innerhalb eines Leistungsteils bei einer größeren Anzahl von parallelgeschalteten IGBT-
Modulen relativ kompliziert und aufwändig, so dass die Parallelschaltung kompletter Leistungsteile die
einfachere und günstigere Lösung zur Leistungserhöhung darstellt.
•
Zur Erhöhung der Verfügbarkeit, wenn bei einem Defekt im Umrichter ein Notbetrieb aufrechterhalten
werden muss, bei dem die verfügbare Leistung gegenüber der Bemessungsleistung reduziert sein darf. So
ist z. B. bei einfacheren Defekten innerhalb eines Leistungsteils die automatische Deaktivierung des
betroffenen Leistungsteils über die Umrichtersteuerung prinzipiell denkbar, ohne dass der Betrieb der
intakten Leistungsteile unterbrochen werden muss.
Das Parallelschaltungskonzept bei SINAMICS verfolgt im Wesentlichen den Aspekt der Leistungserhöhung. Die paral-
lelgeschalteten Modules (Infeed Modules und Motor Modules) werden von einer gemeinsamen Control Unit gesteuert
und überwacht und sind hinsichtlich ihrer Hardware identisch mit den entsprechenden Modules für Einzelantriebe. Die
komplette Funktionalität für den Parallelbetrieb ist in der Firmware der Control Unit hinterlegt. Aufgrund dieses
Konzeptes mit einer einzigen gemeinsamen Control Unit und aufgrund der Tatsache, dass jede Störung in einem der
parallelgeschalteten Modules sofort zur Abschaltung des gesamten Parallelschaltungsverbandes führt, ist eine
Umrichter-Parallelschaltung praktisch als ein Einzelumrichter großer Leistung zu betrachten.
Netzseitig ist die Parallelschaltung abzusichern. Die Absicherung kann entweder durch einen gemeinsamen Leistungs-
schalter für die gesamte Parallelschaltung erfolgen oder durch mehrere Leistungsschalter bzw. Lasttrennschalter mit
Sicherungen bzw. Sicherungshalter mit Sicherungen, welche den einzelnen Teil-Einspeisungen zuzuordnen sind. Im
letzeren Fall sind vorzugsweise die im Katalog D 21.3 für die jeweiligen einzelnen Einspeisungen angegebenen
netzseitigen Systemkomponenten zu verwenden. Diese sind bei Parallelschaltungen gemeinsam zu überwachen, um
Fehlfunktionen einzelner Schutzorgane innerhalb der Parallelschaltung sicher erkennen zu können.
1.15.2

Umrichter-Parallelschaltung bei SINAMICS

Das modulare Antriebssystem SINAMICS S120 bietet bei den Geräten der Bauformen S120 Chassis u. S120 Cabinet
Modules die Möglichkeit des Parallelbetriebs sowohl bei den Infeed Modules als auch bei den Motor Modules.
Der in diesem Abschnitt beschriebene Parallelbetrieb von S120 Motor Modules ist nur möglich für Antriebsobjekte des
Typs Vector (Vektorregelung).
Die Schrankgeräte G150 größerer Leistung (P ≥ 630 kW bei 400 V-Geräten, P ≥ 630 kW bei 500 V-Geräten sowie
P ≥ 1000 kW bei 690 V-Geräten) sind ebenfalls als Parallelschaltung ausgeführt. Sie basieren auf zwei Umrichter-
schränken G150 kleinerer Leistung oder – im Leistungsbereich > 1500 kW – auf der Parallelschaltung von zwei Basic
Line Modules und zwei bzw. drei Motor Modules. Auf die Besonderheiten der Umrichter-Parallelschaltung G150 wird
am Ende des Kapitels "Projektierung der Umrichter-Schrankgeräte SINAMICS G150" näher eingegangen.
Im Folgenden soll etwas detaillierter auf die grundsätzlichen Möglichkeiten der Parallelschaltung von Geräten des
modularen Antriebssystems SINAMICS S120 in den Bauformen Chassis und Cabinet Modules eingegangen werden.
Eine Umrichter-Parallelschaltung SINAMICS S120 besteht aus:
•
Bis zu vier parallelgeschalteten Infeed Modules.
•
Bis zu vier parallelgeschalteten Motor Modules (auf Anfrage bis zu sechs).
•
Einer gemeinsamen Control Unit, die die netz- und motorseitig parallelgeschalteten Leistungsteile ansteuert
und überwacht. Neben der netz- und motorseitigen Parallelschaltung kann von der gemeinsamen Control Unit
maximal ein weiteres, zusätzliches Motor Module (Antriebsobjekt des Typs Vector) gesteuert werden. Eine
gemeinsame Control Unit für die netz- und motorseitig parallelgeschalteten Leistungsteile kann immer dann
verwendet werden, wenn die Werkseinstellung der Stromreglertakte verwendet wird. Bei kürzeren Strom-
reglertakten kann es erforderlich werden, netz- und motorseitig separate Control Units einzusetzen.
•
Netz- und motorseitigen Komponenten zur netzseitigen Absicherung der Parallelschaltung, zur Entkopplung
der parallelgeschalteten Leistungsteile und zur Sicherstellung einer symmetrischen Stromaufteilung.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
198/562
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