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Prüfstand von UAS für Frequenzumrichter der Firma Danfoss
Antreiben & Bewegen

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Auf dem Prüfstand

Text: Dieter Graf, Danfoss Fotos: Danfoss
Für Unternehmen ist es unerlässlich, die hergestellten Produkte zu prüfen. Dadurch gewährleisten sie Sicherheit und Qualität. Ein Prüfstand für Frequenzumrichter liefert nicht nur Messwerte, sondern ermöglicht auch die Simulation neuer Aspekte.

Das Unternehmen UAS hat für Frequenzumrichter von Danfoss einen ISO9001 zertifizierten Teststand entwickelt. Damit können Geräte bis 90 kW geprüft und parametriert werden. Das ist aber nur eine Aufgabe des Prüfstandes, denn mit der Anlage können auch Applikationen simuliert und verbessert werden. Der Prüfstand kann realitätsnah die Funktionsprüfung und Parametrierung der Frequenzumrichter unter Last durchführen: Statt des Tests mit einem gegengerichteten Motor als Last wird eine Hydraulikeinheit mit mehreren Pumpenantrieben und Proportionalventilen als Lastverstärker eingesetzt.

Großes Einsparpotenzial

Motoren in Kombination mit Frequenzumrichtern bieten für industrielle und nichtindustrielle Anwendungen durch ihre Drehzahlregelung erhebliche Energiesparmöglichkeiten. Das Anwendungsspektrum der eingesetzten Antriebe reicht von Produktionslinien bis Gebäudeanwendungen, Kälteanlagen, Wasserversorgung oder Exoten wie Schiffsschaukeln. Mehr als zwei Drittel des Stromverbrauchs in der Industrie macht die elektrische Antriebstechnik mit oft noch ungeregelten Motoren aus. Das Einsparpotenzial durch drehzahlgeregelte Antriebe ist für den Anwender also groß. Für die Ausnutzung des Einsparpotenzials wichtig: das Know-how um die passgenaue Parametrierung der Frequenzumrichter. „Erst bei möglichst genauer Anpassung an Motor und Umgebung lässt sich das Potenzial eines Frequenzumrichters bestmöglich ausnutzen“, so Ernst-Josef Hitzenbichler, Servicetechniker bei UAS.

Überblick über alle Daten

Gerade für die Parametrierung, die sonst meist erst bei der Inbetriebnahme durchgeführt wird, eignet sich der Prüfstand. Der Prüfer kann den Prüfstand von zwei Plätzen aus ansteuern. Jeder Platz kann für sich versetzt Prüfreihen fahren: Das Programm gibt jederzeit einen Überblick über Daten wie Ein-/Ausgangsspannungen, Zwischenkreis, wie sich die Phasen unter Last verschieben, ob es Probleme mit den Kondensatoren gibt und andere für die applikationsorientierte Verbesserung wichtige Daten. Neben individuellen Testreihen steht auch ein Automatikmodus bereit. In der SPS ist eine Ablaufsteuerung hinterlegt, die - bis auf die Applikationsdaten des Kunden - am Frequenzumrichter ein fixes Prüfprogramm inklusive Dauertest durchführt. Eine eigene Visualisierung und Systemsteuerung dient zur Steuerung des Prüfstandes. Die Kommunikation hin zur SPS erfolgt über Ethernet und Profibus. Je nach Gerätetyp lassen sich in der Übersicht des Visualisierungsprogrammes am Prüfplatz die einzelnen Motoren zusammenschalten und parallel betreiben. Digitale Befehle sind über Klemmen oder Profibus/Ethernet/DeviceNet/SyncPos realisiert. Separate Messwerke überwachen die Spannungen und Ströme jeder Phase vom Ein- und Ausgang des Umrichters. Auf dem Teststand können auch die Optionen der Geräte überprüft werden oder die Funktion der optional bereitstehenden Feldbusse. Die Steuerung generiert zyklische und azyklische Befehle und simuliert so einen Produktionsablauf. Bei UAS durchlaufen sämtliche VLT-Frequenzumrichter die Tests, dessen Werte hält ein Prüfprotokoll fest. Das Kernstück der Anlage neben der Hydraulikeinheit ist ein 4,20m langer Schaltschrank. Zudem gibt es einen Trafo für US-Geräte, die mit einer Betriebsspannung von 230V bis 160 A getestet werden können. Im Schaltschrank laufen die Datenstränge des Leistungsschranks, der Prüfplätze Eins und Zwei sowie des Hydraulikaggregats zusammen. Hier sind auch die Messwerke untergebracht, die an die Frequenzumrichter angepasst sind, um alle Spannungen und Ströme darstellen zu können.Abgesichert ist der Schaltschrank mit 160 A, die für die Tests der Frequenzumrichter zur Verfügung stehen. Für die Filtration, die Kühler und zur Simulation der Bremsfunktion mit Gegenläufer wird auf VLT-Frequenzumrichter gesetzt. Jeder Prüfplatz hat zudem eigene Absicherungen, aufgeteilt in jeweils drei Leistungsbereiche. Stromwandler und Spannungsmessgeräte zeichnen die Daten auf und zeigen sie in der Visualisierung an und übertragen sie an die SPS. Im Leistungsausgang werden je nach Leistung dementsprechend die Schütze zusammengeschaltet.

Anwendungen simulieren

Beim eigentlichen Hydraulikaggregat kommen sieben Motoren unterschiedlicher Leistung mit Drehgeber zur Überwachung von Drehrichtung und Geschwindigkeit zum Einsatz in Verbindung mit Proportionalventilen zur Leistungssimulation. Druckaufnehmer geben die Drücke an die Visualisierung weiter. Neben den reinen Leistungstests und dem Feintuning der Umrichter können auf dem Teststand umfangreiche Hydraulikanwendungen entwickelt und simuliert werden. Der Teststand erlaubt es, Frequenzumrichter in Echtzeit zu testen, als wären sie in einer Produktion eingesetzt. Mit seinem Hydraulikprüfstand ist UAS in der Lage, leistungsfähige Frequenzumrichterlösungen für Kunden zu entwickeln und zu verbessern, sowie Geräte auf Fehler zu testen. Durch die Simulation der Applikation sinkt die Inbetriebnahmezeit und die Effizienz der Anlage ist von Beginn an gewährleistet.

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