Hintergrund der Produktforschung und -entwicklung:

Moderne HLK-Systeme, Rechenzentren und Lüftungssysteme für den Schienenverkehr verwenden in großem Umfang EC-Permanentmagnetlüfter. Diese Lüfter verfügen über integrierte Gleichrichter-Wechselrichter-Antriebe, die als nichtlineare Lasten wirken, wobei die Energiespeicherkapazität des Zwischenkreises deutlich geringer ist als bei herkömmlichen Frequenzumrichterantrieben. Während des Betriebs erzeugen sie erhebliche Oberschwingungsströme der 5., 7., 11. und 13. Ordnung. Bei Verwendung von Standard-Oberschwingungsfiltern für Frequenzumrichter kann leicht eine Resonanz zwischen Netz, Filter und EC-Antrieben auftreten, was zu systemischen Problemen wie Zwischenkreis-Überspannung, Lüfterdrehzahlreduzierung, Antriebsschutzauslösungen, Fehlauslösungen von Gebäudeautomationssystemen und Überhitzung von Stromverteilungsgeräten führt.

Dieser spezielle Oberschwingungsfilter für EC-Lüfter ist speziell auf die niedrigen Zwischenkreiskapazitätseigenschaften von EC-Antrieben optimiert. Er wurde entwickelt, um Resonanzrisiken auf Topologieebene zu beseitigen, eine stabile Oberschwingungsminderung für Gruppen mehrerer EC-Lüfter zu erreichen und die hohen Anforderungen an die Stromqualität in Gebäudetechnik, Rechenzentren, medizinischen Reinräumen, Schienenverkehr und anderen anspruchsvollen Anwendungen zu erfüllen.

Produktfunktionsprinzip:

Das Gerät wird in Reihe am vorderen Ende der Hauptstromversorgung der EC-Lüfter installiert. Es besteht aus linearen Filterdrosseln, Kondensatoren mit geringer Verzerrung und anderen Komponenten. Es absorbiert präzise die von den EC-Lüftern bei verschiedenen Frequenzen erzeugten Oberschwingungsströme und blockiert gleichzeitig das Eindringen von Oberschwingungen anderer nichtlinearer Lasten auf der Netzseite in die Lüfterantriebe. Ausgestattet mit integrierter Blindleistungskompensation optimiert es auch den Leistungsfaktor des Systems, bereinigt die Eingangsstromwellenform und reduziert Oberschwingungsverluste im Stromverteilungssystem.

Wichtige technische Spezifikationen:
Oberschwingungsunterdrückung: Bei Volllast beträgt der THDi des Eingangsstroms ≤ 5 %, die Spannungsoberschwingungsverzerrung THDu < 3 % und die Minderungseffizienz > 85 %, was den Anforderungen von GB/T 14549-2005 „Power Quality – Harmonics in Public Supply Networks“ und IEEE Std 519-2014 entspricht.
Verlustcharakteristik: Gesamte Einfügungsdämpfung ≤ 4,5 %. Die Drosseln bestehen aus hochpermeablen, verlustarmen Siliziumstahlblechen, die im Vakuumtränkungsverfahren hergestellt werden, mit einer Temperaturerhöhungsgrenze von ≤ 100 K.
Blindleistungskompensation: Nach der Inbetriebnahme bleibt der Leistungsfaktor des Systems stabil bei ≥ 0,99 (bei Nennstrom), wodurch Blindleistungsstrafen entfallen.
Lastanpassungsfähigkeit: Ein einzelner Filter kann mehrere EC-Lüfter gleichzeitig unterstützen und ermöglicht unabhängiges Starten/Stoppen, stufenweise Drehzahlregelung und intermittierenden Betrieb einzelner Lüfter.
Umgebungsanpassungsfähigkeit: Nennbetriebstemperaturbereich von –25 °C bis +45 °C, relative Luftfeuchtigkeit 5 % bis 90 % (nicht kondensierend), Schutzart IP20 für Innenräume. Geeignet für Serverräume von Rechenzentren, unterirdische Technikräume, Reinraumfertigungsanlagen und Lüftungsmaschinenräume des Schienenverkehrs.

Typische Anwendungsszenarien:
EC-Präzisionsklimageräte-Ventilatoren in Rechenzentren, Lüftungsgeräte in sauberen Operationssälen von Krankenhäusern, Zuluft-Klimageräte in Gewerbekomplexen, U-Bahn-/Tunnel-Abluftventilatoreinheiten, Kühlketten-Kälte- und Kühllager-Belüftungssysteme, Labor-Reinraum-Abluftsysteme, Konstanttemperatur- und -feuchtegeräte in Industrieanlagen sowie EC-Ventilator-Clustersysteme für Kühltürme.

Technischer Anwendungswert:
Verlängerte Lebensdauer von Stromverteilungssystemen: Deutliche Reduzierung der durch Oberschwingungen verursachten zusätzlichen Erwärmungsverluste in Transformatoren, Schaltanlagen und Kabeln; Vermeidung von Transformator-Leistungsminderung und Minimierung von Risiken durch Kabelüberhitzung, Alterung sowie Überlastung des Neutralleiters, die zu Brandgefahr führen können.
Stabile Gebäudeautomationssysteme: Beseitigung elektromagnetischer Störungen durch Oberschwingungen, wodurch ein präziser und zuverlässiger Betrieb von DDC-Reglern, Temperatur-/Feuchte-/Differenzdrucksensoren sowie Gebäudeverriegelungssystemen gewährleistet und Fehlfunktionen der Lüftungssteuerungslogik verhindert werden.
Verlängerte Lebensdauer von EC-Ventilatoren: Unterdrückung oberschwingungsbedingter Kernverluste, Vibrationen, ungewöhnlicher Geräusche und häufiger Antriebsfehlermeldungen in Motoren; Verlängerung der Gesamtlebensdauer von EC-Ventilatoreinheiten und Reduzierung der Wartungshäufigkeit.
Konforme Projektabnahme: Sicherstellung der Netzqualität in speziellen Projekten wie Serverräumen, Krankenhäusern, Rechenzentren und Schienenverkehrsanlagen beim ersten Test; Bestehen von Inspektionen durch Energieversorger, Elektro- und Maschinenbauaufsichtsbehörden sowie Brandschutzbehörden; Vermeidung von Strafen aufgrund von Oberschwingungsgrenzwertüberschreitungen.
Lebenszykluskosteneinsparung und Energieeffizienz: Optimierung des Leistungsfaktors, Reduzierung von Verteilungsverlusten, Senkung langfristiger Stromkosten; Vermeidung von Kabelnachrüstungen oder -vergrößerungen sowie Reduzierung der Anfangsinvestitionen in Nachrüstungen von Verteilungssystemen.