Funktionsbeschreibung

Die Kompakteinspeisung KE erzeugt die Zwischenkreisspannung für die Kompaktwechselrichter KW, die dezentralen Wechselrichter iX oder die Umrichterintegrierten Motoren iDT. Überschüssige Energie, die beim Abbremsen von Motoren entsteht, wird bei rückspeisefähigen Geräten KE und KES ins Versorgungsnetz zurückgespeist.

Bei Netzausfall kann die anfallende Bremsenergie nicht mehr ins Versorgungsnetz zurückgespeist werden. In diesem Fall wird die Energie über einen externen Bremswiderstand abgeführt.

Die Kompakteinspeisung KE enthält folgende Funktionsgruppen:

Gesteuerte Wechselrichterbrücke zur Erzeugung der Zwischenkreisspannung und zur Rückspeisung überschüssiger Bremsenergie ins Netz.
Bei den Geräten KEN ohne Rückspeisefunktion ist eine ungesteuerte Gleichrichterbrücke installiert.
Ladeeinrichtung für den Gleichspannungszwischenkreis.
Bremstransistor
Bei einem Netzausfall wird die beim Abbremsen der Motoren auftretende generatorische Energie zuerst in den Zwischenkreiskondensatoren gespeichert. Übersteigt die Zwischenkreisspannung dadurch ihren Grenzwert, wird der Bremstransistor aktiviert, der die überschüssige Bremsenergie über einen Bremswiderstand in Wärme umsetzt. Der Bremstransistor ist im Gerät integriert, der Bremswiderstand muss extern installiert werden.
Schaltnetzteil
Das Schaltnetzteil wird über die Klemme X08 / X09 von extern mit 24 VDC versorgt. Es erzeugt die internen Spannungen.
Feldbusschnittstelle zur Modulsteuerung und Zustandsanalyse (nicht bei KEN xx-xN)

Übersicht der Integrierten Schutz- und Überwachungsfunktionen

Netzausfall
Über- und Unterspannung Netz
Phasenfolge
Schaltzustand Hauptschütz
I²t -Überwachung für Netzströme und externe Netzkomponente (z.B. Netzdrossel)
Übertemperatur Einspeisung und externe Netzkomponente (z.B. Bremswiderstand, Netzfilter)
Über- und Unterspannung Zwischenkreis
Kurzschluss Zwischenkreis während Umrichter EIN
Überwachung Elektronik-Spannung (24 VDC Schaltnetzteil, +5 V, +12 V, -12 V)
Überwachung Bus
Schaltzustand Bremstransistor
Frequenzbegrenzung Bremstransistor
Kurzschluss Bremswiderstand
Entladung des Zwischenkreises auf 50 V durch den Bremstransistor bei Umrichter AUS

Übersicht der Integrierten Schutz- und Überwachungsfunktionen bei KEN5-xx (Einspeisung ohne Feldbus)

Netzerkennung beim Einschalten
Netzausfall
Unterspannung Netz
Übertemperatur Einspeisung und externe Netzkomponente (z. B. Bremswiderstand, Netzfilter)
Über- und Unterspannung Zwischenkreis
Kurzschluss Zwischenkreis beim Einschalten (Netz Ein) und Ladevorgang
Schaltzustand Bremstransistor
Frequenzbegrenzung Bremstransistor
Kurzschluss Bremswiderstand
Entladung des Zwischenkreises auf 25 V durch den Bremstransistor beim Ausschalten (Netz Aus)

KES spezifische Ergänzung

Die Kompakteinspeisung KES erzeugt aus der Netzwechselspannung eine stabile Zwischenkreisspannung zur Speisung der Wechselrichtermodule des KE/KW-Antriebssystems. Die Zwischenkreisspannung wird auf den per Parameter vorgegebenen Wert geregelt.

Der Netzstrom ist beim Ein- und Rückspeisen sinusförmig und hat die Phasenlage 0° bzw. 180° zur Netzwechselspannung. Dadurch verbessert sich der Leistungsfaktor (Verhältnis Wirk- zu Scheinleistung) und die Netzrückwirkungen werden reduziert. Die Norm EN 61000-3-12 legt den Oberschwingungsgehalt des Netzstroms fest. Der gemessene Oberschwingungsgehalt der KES-Geräte ist besser als der von der Norm geforderte Grenzwert (THD < 13 % und PWHD < 22 %).

Der geregelte Zwischenkreis macht die Anlage unempfindlich gegenüber starken Schwankungen im Versorgungsnetz. Bei einer konstanten Zwischenkreisspannung bleibt der Betriebspunkt der angeschlossenen Wechselrichter gleich, somit ist genug Stellreserve vorhanden, dass der geforderte Motorstrom fließen kann.