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Leistungsstarke, hochverfügbare Motoren und Umrichter für Walzwerke

Für höchste Qualität am laufenden Band

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Die Anforderungen an die Qualität des Walzgutes und an die Produktionsanlagen

steigen stetig. Wer weiß das besser als ein Antriebstechnologiepartner, der die

Branche prägt. Innovationskraft für höchste Qualität, Genauigkeit und Dynamik:

Diesen Anspruch erfüllt Siemens für Walzwerke – und das von Anfang an, seit

im Jahr 1897 die Siemens-Schuckert-Werke den ersten elektrischen Walzwerks-

antrieb bauten.

Siemens Meilensteine im Bereich der Antriebstechnik für Walzwerksmotoren

Innovationskraft für die Walzwerksindustrie – seit über 100 Jahren

1897: Erster Antrieb mit Gleichstrommotor für eine Trio-Walzstraße, Dillinger Hütte

1907: Erster Siemens Walzenzugmotor mit Ilgner-Umformer wird für eine Blockstraße der Georgsmarienhütte bei Osnabrück eingesetzt

1908: Kupferplatten-Umkehrwalzwerk mit Leonard-Umformer, Zugmayer und Söhne, Waldegg

1910: 297 bei Siemens in Auftrag gegebene Walzstraßenantriebe

um 1914: Leonard-umformer bei der SA John Cockerill (Bandagenwalzwerk), Seraing bei Lüttich, Belgien,

1924: 820 Walz-straßenantriebe bereits im Auftrag bei Siemens

1933: Umkehrantrieb einer Kaltwalzstraße mit Gleichstrommotor und gittergesteuerten Glasgleichrichtern (= Quecksilberdampf- gleichrichter)

1921: Doppel-Ilgner-Umformer mit zwei Gleichstrom steuer- motoren und acht Steuerdynamos

1938: Gittergesteuerte Mehranoden-Quecksil-berdampfstromrichter für eine kontinuierliche Breitbandstraße

Kompetenz auf der Basis von Erfahrung und InnovationSeit über 100 Jahren setzt Siemens stetig neue Meilen-steine, um die Antriebstechnik in der Walzwerksindustrie weiterzuentwickeln. Als langjähriger Partner bieten wir der Industrie robuste und innovative Walzantriebe, die rund um den Globus tausendfach – unbeeindruckt von Hitze und hoher Stoßlast – für maximale Zuverlässigkeit und Effizienz sowie höchste Qualität des gewalzten Stahls sorgen.

Für jede Walzanwendung die passende AntriebslösungOb in Warm- oder Kaltwalzwerken, Profil- oder Drahtwalz-werken oder bei den drehmomentstärksten Grobblech-gerüsten: In allen Typen von Walzwerken stellen wir seit vielen Jahrzehnten und täglich aufs Neue unsere weltweit führende Rolle unter Beweis. Ganz gleich, ob es um inno-vative Umrichter-Konzepte, bewährte Walzmotoren oder effiziente Retrofit-Lösungen geht, mit Siemens setzen Sie auf einen Partner, der immer die richtige Antriebslösung für Ihre Walzwerks anwendung bietet.

Ihr Partner – auch für komplexe WalzwerkeSelbst wenn die Rahmenbedingungen Ihres Projekts kom plexer sind, stehen wir zuverlässig und kompetent an Ihrer Seite. Unsere Experten für Walzwerksantriebe „knacken jede Nuss“.

Unsere Kompetenz ist da, wo Sie sindUnser globales Netz an Fertigungs-, Vertriebs- und Service standorten ermöglicht es uns, Ihre Sprache zu

Intro | 3

sprechen – in jeder Hinsicht. So kennen wir nicht nur die branchen- und technologiespezifischen Ansprüche an die Antriebe, sondern auch die regionalen Anforderungen Ihres Walzwerksprojektes.

1969: Erstanwendung von vektorgeregelten DS-Motoren im Walz-werksbereich (Asyn-chronmotoren mit Zwischenkreisumrich-tern für eine Beize)

1975: Einführung einer modell- basierten Vektor-regelung

1977: Walzantriebe Thyssen Krupp

1978: Prototyptest für Walzwerkshauptantriebe mit Direktumrichter

1981: Erster industrieller Einsatz eines Direkt-umrichterantriebes mit Synchronmotor als Walzwerkshauptantrieb

2003: Einführung der IGCT-Halb leiter-technik: SIMOVERT ML2

2006: 100 Jahre Dynamowerk

2005: Erster SINAMICS SM150 Dreipunktumrichter

2010: SINAMICS SM150: Spitzenleistung bis auf 14 MVA

2008: Erster SINAMICS SL150 Direktumrichter

1977

1990: Beginn des serienmäßigen Einsatzes von Synchronmotoren mit Vollpolläufer

1995: Erster Mittelspannungs-umrichter für Walzwerke: SIMOVERT ML

Unser Portfolio für die Walzwerksindustrie

Mittelspannungsumrichter SINAMICS SM150

4

Walzwerkshauptantriebe 12

Weitere Motoren für Walzwerksapplikationen

16

Lösungen für Umrichter-Retrofit SINAMICS SL150

18

Komplette Antriebslösungen 22

Referenzen 24

4 | SM150

SINAMICS SM150

Mehr Leistung und Performance für Walzwerke

99 % Wir-kungs-grad!

Unübertroffen: 99 % WirkungsgradSINAMICS SM150 ist der zurzeit verlust-ärmste Mittelspannungsumrichter am Markt. Ein Wirkungsgrad von 99 % oder besser spricht für sich und trägt zu einem

geringen Energiebedarf des Antriebssystems bei. Das Resultat: niedrige Betriebskosten.

Erweitertes LeistungsspektrumIm unteren Leistungsbereich setzen wir die vielfach bewährte IGBT-Leistungselektronik ein. Sie profitieren somit von einem erweiterten Leistungsspektrum des SINAMICS SM150 ab 2.800 kW.

Die erste Wahl für die Walzwerksindustrie: Mit dem SINAMICS SM150 setzen Sie auf ein bis ins Detail

ausgereiftes System, das höchste Ansprüche erfüllt. In dem innovativen Mittelspannungsantrieb

steckt unsere langjährige Erfahrung in der Walzwerkstechnik. Sie profitieren von hoher Stoßleistung,

Performance und Verfügbarkeit des Walzwerksantriebs.

Max. StoßleistungGrundgeräte mit 5-kA-IGCTs 12,5 MVALeistungserweiterung (N06) 13,2 MVALeistungserweiterung (N07) 13,7 MVALeistungserweiterung (N08) 14,0 MVA

Im oberen Leistungsbereich des SINAMICS SM150 mit der von uns verwendeten IGCT-Leistungselektronik mit 5-kA-IGCTs ergeben sich folgende Spitzenleistungen für 60 Sekunden.

Max. StoßleistungGrundgerät mit IGBTs 7,2 MVA

SM150 | 5

■ Stoß-Leistungsbereich von 3,4 bis 42 MVA ■ Spannungszwischenkreisumrichter in IGCT-Technik (bis 42 MVA) und in HV-IGBT-Technik (bis 7,2 MVA) ■ Erhöhte Stoßlast von 14 MVA pro 5-kA-IGCT- Einheit bei gleichen Abmessungen ■ Geeignet für Asynchron- und Synchronmoto-ren, prädestiniert für Einzel- und Mehrmoto-renantriebe ■ Hohe Dynamik bei maximaler Genauigkeit erzielt durch unsere Transvektorregelung ■ 4-Quadranten-Betrieb mit geregelter Netzrück-speisung und optionaler Blindleistungskom-pensation (dann auch kontinuierlich einstell-barer Netzleistungsfaktor)

Leistungsgewinn: In den vergangenen Jahren wurde die maximale Stoßleistung schrittweise von 10,5 MVA auf 14 MVA erhöht.

Maximale Stoßleistung in MVA

Zeitspanne

10,5 MVA

4-kA

-IGCT

12,5 MVA

5-kA

-IGCT

14 MVA

5-kA

-IGCT

+

Leis

tung

serw

eite

rung

■ SIMOTION D455-2 für höhere Performance und optimale Einbindung in Automatisierungs systeme ■ Einfache Integration in Automatisierungssysteme über Siemens Totally Integrated Automation (TIA) aber auch offene Kommunikationsschnittstellen für führende Fremdsysteme über innovierte Re-gelungsbaugruppe (SIMOTION D455-2) ■ Überbrückung kurzzeitiger Netzspannungs-einbrüche ■ Ideal für direkten Leistungsaustausch bei genera torischen und motorischen Anwendungen ■ dU/dt-Filter für IGCT-Umrichter beim Betrieb mit vorhandenen Motoren ■ Mehr Flexibilität beim Anlagendesign durch erweiterte Motor-Umrichter-Kabellänge bis 200 m

2006 2010

Vorteile des SINAMICS SM150 für Walzwerksantriebe

6 | SM150

Das integrierte Motion Control System SIMOTION D455-2 bietet neben zwei PROFIBUS Schnittstellen auch eine PROFINET Schnittstelle mit drei Ports. Zur Verfügung stehen auch eine deutlich erhöhte Speicherleistung, Datenpufferung und eine gesteigerte Rechenleistung. Sie profitieren von erhöhter Performance der Regelung, reibungsloser Kommunikation mit der übergeordneten Automatisierungslandschaft und der Möglichkeit, noch mehr kundenspezifische Features und Funktionen nutzen zu können, z. B. aus der offenen Funktionsbibliothek DCC SIMOTION.

Ein neuer Performance-MaßstabSINAMICS SM150 setzt Standards in vielerlei Hinsicht: so zum Beispiel bei Drehmoment- und Netzstromqualität, Gesamtwirkungsgrad, Geräuschemission sowie Robustheit in kritischen Betriebssituationen. Auch bei schnell wech-selnden Lastbedingungen regelt das System Drehzahl und Drehmomente mit höchster Genauigkeit auf den gewünschten Wert.

Beeindruckende Dynamik und WirkungsgradeMit SINAMICS SM150 setzen Sie auf beeindruckende Dynamik und Prozessqualität – nicht zuletzt dank der erweiterten Vektorregelung, die für höchste Drehmoment-qualität sorgt. Dieses hochdynamische Steuerverfahren sorgt für beste Spannungsausnutzung bei niedrigen Schaltfrequenzen. Das Resultat: hoher Wirkungsgrad und lange Motorlebensdauer.

Höhere Flexibilität und TIA-IntegrationSie profitieren mit dem SINAMICS SM150 zudem von hoher Flexibilität, was die Anpassung Ihres Antriebes an das Netz angeht. Pulsmuster können auch noch nachträg-lich geändert und damit Rückwirkungen auf das Netz minimiert werden.

Des Weiteren ist die SINAMICS Integration mit TIA (Totally Integrated Automation) realisiert und damit der Übergang in die durchgängige und abgestimmte Automatisierungs-landschaft mit klar definierten Systemeigenschaften geschaffen, die das optimale Zusammenspiel der Produkte sicherstellt. Mit der Totally Integrated Automation können Ihre Anforderungen nach effizienter Projektierung, schnel-ler Integration und Inbetriebnahme, hoher Flexibilität in der Produktion sowie hoher Verfügbarkeit und Energieein-sparung effizient umgesetzt werden.

Performancesteigerung der Regelung

SM150 | 7

=

~3 ~3

~3

DC-Bus-Konfiguration mit drei Motoren

Rückspeisung AnlagenverfügbarkeitPrädestiniert für Mehrmotorenantriebe der Multimegawatt-KlasseFür Walzstraßen, in denen verschiedene Walzantriebe und Wickler koordiniert betrieben werden müssen, ermöglicht SINAMICS SM150 (IGCT) den Leistungs-austausch zwischen motorisch und generatorisch betrie-benen Antriebsachsen. So kann die Bremsenergie eines Motors anderen Motoren über die Gleichspannungs- Sammelschiene zur Verfügung gestellt werden. Das senkt nicht nur den Energiebedarf der Walzanlage, sondern spart zudem Platz, Installationsaufwand und Komponentenzahl.

Blindleistungskompensation über frei wählbaren NetzleistungsfaktorDer Netzleistungsfaktor ist bei Active Infeed frei wählbar. Standardmäßig (Netzleistungsfaktor = 1) wird keine Blind-leistung aufgenommen. Über abweichende Einstellungen lässt sich induktiver oder kapazitiver Blindstrom in weiten Grenzen ins Netz speisen. So können Blindleistungsver-braucher am gleichen Netz kompensiert werden. Das ver-ringert die kostspielige Aufnahme von Blindleistung über den Energieversorger und macht zusätzliche Kompensa-tionsanlagen überflüssig.

Rückspeisefähig durch Active InfeedSeine Vorzüge spielt SINAMICS SM150 (IGCT) besonders bei Anwendungen aus, bei denen die Motoren durch das häufige Bremsen und Beschleunigen zeitweise im genera-torischen Betrieb fahren. Hier ermöglicht die integrierte, geregelte Ein- / Rückspeiseeinheit Active Infeed den effi-zienten 4-Quadranten-Betrieb mit Netzrückspeisung.

Robustes Design für maximale AnlagenverfügbarkeitBasis für die besonders robuste Bauweise von SINAMICS SM150 ist die im hohen Leistungsbereich bewährte Halbleitertechno-logie – je nach Leistung in HV-IGBT und IGCT –, die geschützt wird durch ein perfekt auf raue Industrieum gebungen zu ge-schnittenes Design.

Minimale Stillstandszeiten durch ServicefunktionenDie intelligenten Maintenance-Funktionen des SINAMICS SM150 verhindern ungeplante Anlagenstillstände mit Produktions-ausfällen und kostspieligen Reparatureinsätzen. Denn die Komponenten melden sich selbstständig, wenn Wartungs -bedarf besteht. So ermittelt zum Beispiel ein Differenzdruck- verfahren den Grad der Verschmutzung der Staubfilter, bei flüssigkeitsgekühlten Geräten wird unter anderem die Kapa zität des Ionentauschers überwacht.

Einfache Wartung durch modularen AufbauUnser SINAMICS SM150 ist besonders servicefreundlich – nicht nur aufgrund dessen, dass er sicherungslos ist, einen Spannungszwischenkreis-Überspannungsschutz oder einen Erdungsschalter hat, sondern auch weil die einzelnen Leis-tungsmodule leichter zugänglich sind und zügig ausgetauscht werden können. Weitere Vorteile: Dank unseres weltweiten Servicenetzes und unserer reibungslosen Ersatzteillogistik sind Sie immer auf der sicheren Seite.

Unabhängig von Netzschwankungen und -einbrüchenAls weltweit führender Anbieter von Mittelspannungsantrie-ben überlassen wir nichts dem Zufall, wenn es darum geht, höchste Anlagenverfügbarkeit sicherzustellen. So arbeitet SINAMICS SM150 als Hochsetzsteller mit einer gegenüber dem Scheitelwert der Netzspannung höheren Zwischenkreis-spannung, die den Motor von der Netzspannung entkoppelt. Damit ist selbst bei schwachen Netzen höchste Präzision der Anlage und Verfügbarkeit sichergestellt.

8 | SM150

Regelungsperformance

• Vektorregelung mit oder ohne Drehzahlgeber

• Betrieb von Asynchronmotoren und fremd- oder permanenterregten Synchronmotoren (Erregereinrichtung separat erhältlich)

• Drehzahlgenauigkeit: +/– 0,01 % mit Drehzahlgeber

• Drehmomentgenauigkeit: +/– 2 % bei Synchronmotoren

• Drehmomentanregelzeit: 5 ms

• Drehmomentwelligkeit: typisch ≤ 0,5 % bei Walzantrieben

• Feldschwächbereich Asynchronmotoren 1:3, Synchronmotoren 1:4

• Maximale Ausgangsfrequenz: 250 Hz (Asynchronmotor), 90 Hz (Synchronmotor)

Standards

• IEC, EN, CE

• Eingangsspannung: 3,3 kV +/– 10 %

• Frequenz: 50 / 60 Hz +/– 3 %

• Netzleistungsfaktor: 1 (einstellbar)

Motoranschluss

• Motorspannungen: 3,3 kV

• Anschluss von unten

Hilfsspannungsversorgung

• 1 AC 50 / 60 Hz 230 V und 3 AC 50 / 60 Hz 400 V

Netzseitiger Gleichrichter

• Geregelte, selbstgeführte Einspeise- / Rückspeiseeinheit (Active line modul)

Motorseitiger Wechselrichter

• 3-Punkt-Wechselrichter (PWM) in NPC-Topologie mit IGCT-Leistungshalbleitern in kompakten Phasenmodulen

Wirkungsgrad

• 99 % (Einzelmotorantriebe)

Kühlung

• Wasserkühlung mit Rückkühleinheit und standardmäßig redundanten Pumpen

Schutzarten

• IP43 (optional bis IP54)

Umgebungsbedingungen

• Temperatur: + 5 bis 40 °C (41 – 104 °F), bis 45 °C (113 °F) mit reduzierter Leistung

• Aufstellhöhe: bis 1.000 m (3.300 ft), bis 4.000 m (13.200 ft) mit reduzierter Leistung

• Feuchtigkeit: < 85 % (Betauung nicht zulässig)

Geräusch

• 75–79 db(A) in Abhängigkeit von der Leistung

Integrierte Funktionen

• Integrierter Erdungsschalter zur sicheren Erdung des Zwischenkreises

• Zwischenkreiskurzschließer zum Schutz vor Zwischenkreisüberspannung

• Automatische Türverriegelung

• Überwachung auf Kurzschluss, Erdschluss

• Überwachung auf Überstrom, Über- und Unterspannung

• Überwachung auf Netzspannungsausfall

• Überwachung auf Übertemperatur (Umrichter und Motor)

• Überdrehzahlschutz, Blockierschutz (Motor)

• Überwachung des Kühlkreislaufes

• Selbstdiagnose von Regelung und Leistungsteil

• Maintenance-Funktionen (Betriebsstundenzähler für Lüfter und Schaltzyklen des Leistungsschalters)

• Software STARTER für komfortable Inbetriebnahme und Diagnose am PC

• Analoge Eingänge: 2 Analoge Ausgänge: 2

• Digitale Eingänge: 4 Digitale Ein- / Ausgänge (bidirektional): 24 Digitale Ausgänge (Relais): 2

• Eingänge für Pt100: 3

• Kommunikation: PROFIBUS, PROFINET

Zusatzoptionen

• du / dt-Filter zur Speisung bestehender Motoren / lange Motorkabel

• Drehzahlgeber (Standard)

• Ausgangsdrosseln für längere Kabel

• Bremsmodul

• Teleservice

• Stillstandsheizung

• Zusätzliche I/O-Module

• Pt100-Überwachung: 3 weitere durch optionale Erweiterungsmodule

• Erdungsschalter am Ein- und Ausgang

• Leistungsschalter am Umrichterausgang

• Ansteuerung von Hilfsbetrieben

• Safe Torque Off (STO), SIL 2 mit Zertifikat

• Diverse Ausführungen der Rückkühleinheit

SINAMICS SM150 mit IGCT

SINAMICS SM150 – technische Daten

SM150 | 9

Regelungsperformance

• Vektorregelung mit oder ohne Drehzahlgeber

• Betrieb von Asynchronmotoren und fremd- oder permanent erregten Synchronmotoren (Erregereinrichtung separat erhältlich)

• Drehzahlgenauigkeit: +/– 0,01 % mit Drehzahlgeber

• Drehmomentgenauigkeit: +/–2 %

• Drehmomentanregelzeit: 5 ms mit Synchronmotoren

• Drehmomentwelligkeit: typisch ≤ 0,5 % bei Walzantrieben

• Feldschwächbereich 1:3

• Maximale Ausgangsfrequenz: 250 Hz (Asynchronmotor), 90 Hz (Synchronmotor)

Standards

• IEC, EN, CE

• Eingangsspannung: 3,3 / 4,16 kV

• Frequenz: 50/60 Hz +/– 3 %

• Netzleistungsfaktor: 1 (einstellbar)

Motoranschluss

• Motorspannungen: 3,3 kV und 4,16 kV

• Anschluss von unten

Hilfsspannungsversorgung

• 1 AC 50 / 60 Hz 230 V und 3 AC 50 / 60 Hz 400 V, andere Spannungen optional

Netzseitiger Gleichrichter

• Geregelte, selbstgeführte Einspeise- / Rückspeiseeinheit (Active line modul)

Motorseitiger Wechselrichter

• 3-Punkt-Wechselrichter (PWM) in NPC (Neutral-Point-Clamped)- Topologie mit HV-IGBT für minimale Komponentenzahl

• Plug-in-Powercards für schnelle Wartung und Reparatur

Wirkungsgrad

• typisch 97,5 %

Kühlung

• Luftkühlung mit optional redundanten Lüftern

• Wasserkühlung mit Rückkühleinheit und standardmäßig redundanten Pumpen

Schutzarten

• Luftkühlung: IP22 (optional: IP42)

• Wasserkühlung: IP43 (optional: IP54)

Umgebungsbedingungen

• Temperatur: +5 bis 40 °C (41 – 104 °F), bis 45 °C (113 °F) mit reduzierter Leistung

• Aufstellhöhe: bis 1.000 m (3.300 ft), bis 4.000 m (13.200 ft) mit reduzierter Leistung

• Feuchtigkeit: < 85 % (Betauung nicht zulässig)

Geräusch

• 80 dB (A) im Abstand von 1 m (3.3 ft) vom luftgekühlten Gerät bzw. 76 dB (A) bei wassergekühlten Geräten

Integrierte Funktionen

• Integrierter Erdungsschalter zur sicheren Erdung des Zwischenkreises

• Zwischenkreiskurzschließer zum Schutz vor Zwischenkreisüberspannung

• Automatische Türverriegelung

• Überwachung auf Kurzschluss, Erdschluss

• Überwachung auf Überstrom, Über- und Unterspannung

• Überwachung auf Netzspannungsausfall

• Überwachung auf Übertemperatur (Umrichter und Motor)

• Überdrehzahlschutz, Blockierschutz (Motor)

• Überwachung des Kühlkreislaufes

• Selbstdiagnose von Regelung und Leistungsteil

• Maintenance-Funktionen (Betriebsstundenzähler für Lüfter und Schaltzyklen des Leistungsschalters)

• Software STARTER für komfortable Inbetriebnahme und Diagnose am PC

• Analoge Eingänge: 2 Analoge Ausgänge: 2

• weitere durch optionale Erweiterungsmodule

• Digitale Eingänge: 4 Digitale Ein- / Ausgänge (bidirektional): 24 Digitale Ausgänge (Relais): 2 weitere durch optionale Erweiterungsmodule

• Pt100-Überwachung: 3 weitere durch optionale Erweiterungsmodule

• Kommunikation: PROFIBUS, PROFINET

Zusatzoptionen

• Drehzahlgeber (Standard)

• Ausgangsdrosseln für längere Kabel

• Schutzarterhöhung (bis IP54)

• Bremsmodul

• Teleservice

• Stillstandsheizung

• Zusätzliche I/O-Module

• Zusätzliche Pt100-Überwachungen

• Erdungsschalter am Ein- und Ausgang

• Leistungsschalter am Umrichterausgang

• Ansteuerung von Hilfsbetrieben

• Safe Torque Off (STO), SIL 2 mit Zertifikat

• Diverse Ausführungen der Rückkühleinheit

SINAMICS SM150 mit HV-IGBT

10 | SM150

Konfigurationsmöglichkeiten

SM150 (IGCT)Konfiguration B (B‘)

SM150 (IGCT)Konfiguration C (C‘) Konfiguration D (D‘) Konfiguration E

Konfiguration F Konfiguration G Konfiguration H

Konfiguration J Konfiguration K Konfiguration L

SM150 (IGBT)Konfiguration A

B: 3.020 mm H: 2.570 mm T: 1.275 mm Gewicht: 2.850 kg

B: 5.800 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 6.700 kg

B: 10.700 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 12.100 kg

B: 15.800 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 17.500 kg

B: 8.400 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 9.400 kg

B: 10.700 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 12.100 kg

B: 13.500 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 14.800 kg

B: 13.500 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 14.800 kg

B: 15.800 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 17.500 kg

B: 15.800 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 17.500 kg

Konfiguration A‘

B: 4.220 mm H: 2.280 mm T: 1.275 mm Gewicht: 3.500 kg

SINAMICS SM150 – Konfigurationsbeispiele

Die Angaben zu Breite und Gewicht beinhalten die Regelung sowie die Rückkühlanlage. Eine optionale Erregereinheit ist nicht enthalten.

B: 18.100 mm H: 2.540 mm T: 1.600 mm Gewicht: 20.200 kg

SM150 | 11

SINAMICS SM150 mit IGCT

SINAMICS SM150 mit HV-IGBT

SM150 Einzel- und Mehrmotorenantriebe 1

Kühl

art Ausgangs-

spannungBemessungs- ausgangsstrom

Typen leistung Wellenleistung2 Bemessungs- eingangsstrom

Bestellnummer (MLFB)

Konfigu-ration

Antriebs-typ

kV A kVA kW hp A

Was

ser

3,3 1.750 10.000 9.600 13.000 1.770 6SL3845-7NN41-8AA0 B

Einz

elm

otor

antr

ieb

3,3 2 x 1.750 20.000 19.200 26.000 2 x 1.770 6SL3845-7NN43-6AA0 C3,3 3 x 1.750 30.000 28.800 39.000 3 x 1.770 6SL3845-7NN45-4AA0 D3,3 1.850 10.500 10.200 13.500 1.870 6SL3845-7NN42-2AA0 B‘

3,3 2 x 1.850 21.000 20.400 27.000 2 x 1.870 6SL3845-7NN44-5AA0 C‘3,3 3 x 1.850 31.500 30.600 40.500 3 x 1.870 6SL3845-7NN46-7AA0 D‘3,3 2 x 1.750 2 x 10.000 2 x 9.600 2 x 13.000 1.770 6SL3845-7NN41-8AB0 E

Meh

rmot

oren

antr

ieb3,3 3 x 1.750 3 x 10.000 3 x 9.600 3 x 13.000 1.770 6SL3845-7NN41-8AC0 F

3,3 4 x 1.750 4 x 10.000 4 x 9.600 4 x 13.000 1.770 6SL3845-7NN41-8AD0 G3,3 3 x 1.750 3 x 10.000 3 x 9.600 3 x 13.000 2 x 1.770 6SL3845-7NN41-8AF0 H3,3 4 x 1.750 4 x 10.000 4 x 9.600 4 x 13.000 2 x 1.770 6SL3845-7NN41-8AG0 J3,3 2 x 1.750

1 x (2 x 1.750)2 x 10.000 1 x 20.000

2 x 9.600 1 x 19.200

2 x 13.000 1 x 26.000

2 x 1.770 6SL3845-7NN43-6AF0 K

3,3 5 x 1.750 5 x 10.000 5 x 9.600 5 x 13.000 2 x 1.770 6SL3845-7NN41-8AK0 L1 Erweiterte technische Daten (z.B. Stoßlasten) sind auf Anfrage beim Vertrieb erhältlich;

optionale Erweiterungsmodule für sind für eingeschränkten Drehzahlbereich möglich.2 Werte bezogen auf die Daten eines typischen Synchronmotors

Leistungsübersicht

SINAMICS SM150 mit HV-IGBT

Kühl

art Ausgangs-

spannungBemessungs- ausgangsstrom

Typenleistung Wellenleistung3 Bemessungs- eingangsstrom

Bestellnummer (MLFB)

Konfiguration

kV A kVA kW hp A

Luft 3,3 600 – 800 3.400 – 4.600 2.800 – 3.800 3.600 – 4.950 616 – 822 6SL3810-7NN3 -0AA A

4,16 600 – 800 4.300 – 5.800 3.600 – 4.800 4.700 – 6.500 616 – 822 6SL3810-7NP3 -0AA A

Was

ser 3,3 800 – 1.000 4.600 – 5.700 3.800 – 4.700 4.950 – 6.350 822 – 1027 6SL3815-7NN -0AA A‘

4,16 800 – 1.000 5.800 – 7.200 4.800 – 5.900 6.500 – 8.000 822 – 1027 6SL3815-7NP  -0AA A‘

3 Werte bezogen auf die Daten eines typischen Asynchronmotors

Leistungsübersicht

12 | Hauptantriebe

Walzwerkshauptantriebe

Zuverlässige Kraftpakete für höchste Produktqualität

Weltweit in Walzwerken zu HauseMit einer installierten Basis von mehr als 3.300 Motoren stellen unsere Hauptantriebe rund um den Globus jeden Tag ihre Zuverlässigkeit, Laufruhe und Dynamik unter Beweis – in Warm- und Kaltwalzwerken, Profil- und Draht- und Grobblechwalzwerken – für Kohlenstoff- und Edel-stähle ebenso wie für Aluminium und andere Nichteisen- metalle.

Für höchste Kräfte und abrupte LastwechselGroßer Drehzahlbereich bei gleichbleibender Maximalleis-tung: Bei diesen im Walzwerksbereich typischen Anforde-rungen stellen unsere Synchronmotoren eine besonders wirtschaftliche Lösung dar. Sie lassen sich im gesamten Drehzahlbereich ohne besondere Maßnahmen bis zum 2,75-Fachen des Nennmoments überlasten. Auch unter enormen Belastungen zeichnen sich die Motoren durch große Drehzahlsteifigkeit und sehr geringe Drehmomen-tenwelligkeit aus. Nenndrehmomente von ca. 2000 kNm sind bei unseren Projekten dabei keine Seltenheit.

Für unterbrechungsfreie Prozesse und die Qualität des gewalzten Stahls sind die Walzmotoren von großer

Bedeutung. Mit der extrem hohen Laufruhe gepaart mit hoher Dynamik tragen die zuverlässigen Hauptantriebe

von Siemens entscheidend zu höchstem Durchsatz der Anlage und maximaler Qualität der Walzprodukte bei –

auch bei hohen Leistungen, maßgeschneidert für Ihre technischen Anforderungen.

Weltweites Synonym für LanglebigkeitÜberall auf der Welt stehen unsere Walzmotoren für äußerst solide Technologie. Ein Schutz-Plus: die Vaku-umimprägnierung mit dem bewährten MICALASTIC® Isoliersystem – für mechanische Dauerfestigkeit und konstante elektrische Eigenschaften. Mit dem perfekt auf den Isolationsaufbau abgestimmten VPI-Imprägnier-verfahren (Vacuum Pressure Impregnation) erfüllt das Isoliersystem alle Anforderungen – z. B.:

• Betrieb am Umrichter• Hohe Schalt- und Reversierfestigkeit

durch hohe Steifigkeit der Wickelköpfe• Nahezu hohlraumfreie Isolierung• Hervorragender Glimmschutz• Ausführung in Wärmeklasse F• Unempfindlichkeit gegenüber chemisch

aggressiven Atmosphären

Hauptantriebe | 13

Vorteile der Synchronmotoren mit Vollpolläufer

■Wartungsarmer und störungsfreier Betrieb sowie excellente Laufruhe ■Großer Drehzahlstellbereich bei gleichbleibender Leistung (Feldschwächung) ■Überlastbarkeit optional bis zum 2,75-fachen des Nenn moments: minimale Drehzahländerungen auch bei maximalen Laständerungen (z. B. beim Anstich) ■Niedriges Massenträgheitsmoment – z. B. für Reversiermotoren ■Schleifringerregung: hervorragende Regeldynamik; auch bei kleinsten Drehzahlen volles Drehmoment ■Stehlagerausführung für Stoßbelastungen bis zu 7000 kN ■Äußerst solide und langlebige Technik für höchste Anlagenverfügbarkeit ■Kompaktes, materialoptimiertes Motordesign ■Anpassung an Kundenanforderungen: z. B. vorhandene Fundamente ■Weltweites Servicenetz

Stabile und langlebige LagerungJe nach Anforderung werden die Motoren in Wälz- oder Gleitlagerung ausgeführt. Alle unsere Walzmotoren ver-fügen standardmäßig über ein Festlager. Die Größe wird durch die aufzunehmenden Kräfte bestimmt. Bei Direkt-antrieben für große Grobblechwalzstraßen werden die Axialdrucklager beispielsweise für axiale Zusatzkräfte im Notfall (Walzenbruch) von bis zu 7000 kN ausgelegt.

Robuste Konstruktion und kompakte BauweiseIm Gegensatz zum Schenkelpolläufer wird beim Vollpol-läufer auf geschraubte Polverbindungen oder andere Befestigungselemente verzichtet. Die Pressverbindung zwischen Blechpaket und Rotorwelle sowie die kompakte Bauweise sichern hohe Widerstandskraft. Bei Umkehr- walzmotoren wird das Blechpaket zusätzlich tangential verkeilt. Äußerst kompakte Vollpolläufer, effektive Küh-lung und hohe Leistungsdichte erlauben ein kompaktes, materialoptimiertes Motordesign – und reduzierte Lebens- zykluskosten.

Niedriges Massenträgheitsmoment für ReversiermotorenKurze Drehmoment-Reaktionszeiten und niedriges Mas-senträgheitsmoment sorgen für kurze Reversierzeiten und schnelle Drehzahlanpassung an den Hochlauf- und Brems-betrieb. Selbst enorme Laständerungen wirken sich kaum auf die Drehzahl aus. Die Schleifringerregung sorgt auch bei kleinsten Drehzahlen für volles Drehmoment und ver-bessert die Regeldynamik.

Hoher WirkungsgradMit den vergleichbar höchsten Wirkungsgraden in ihrer Klasse tragen unsere Synchronmaschinen für Walzwerks-hauptantriebe zur Energieeffizienz der Gesamtanlage bei.

Aus Alt mach Neu – RetrofitDurch die Optimierung aller relevanten Bauteile sind die äußeren Motorenabmessungen kürzer und flacher als bei älteren Walzmotoren. Daher lassen sich meist ohne größere Umbauarbeiten Leistung und / oder Wirkungsgrad von Maschine und Anlage steigern. Geht es darum, die Leistungsfähigkeit der vorhandenen Anlage insgesamt zu steigern, bieten Ihnen unsere Walzmotoren der neuesten Generation eine kostengünstige Lösung.

14 | Hauptantriebe

Hauptantriebe | 15

Synchronmotor mit Vollpolläufer

Standard / optional

Maschinenart Synchronmotor mit Vollpolläufer geblecht optional: Asynchronmotor mit Käfigläufer

Bauform IM1001 / IM7311 / IM7315, optional: IM3011 und 3231 (Staucher)

Leistung 500 kW – 16,5 MW

Drehzahl IM7311: 20 – 700 min-1 (Umkehrwalzmotoren) IM1001: ca. 150 – 1.800 min-1

Drehmoment IM73xx: 400 – 2.600 kNm, IM10xx: 39 – 435 kNm

Überlastbarkeit 2,0 x MNenn durchlaufende Walzmotoren, Haspeln 2,5 x MNenn Staucher, Trägerstraßen, Umkehrwalzmotoren (bis zu 2,75 MNenn Maximum)

Vorschriften IEC 60034, optional: NEMA MG-1

Achshöhe IM73xx: 800 – 1.000 mm / IM10xx: 630 – 1.400 mm

Spannung Ausgelegt für Umrichterbetrieb, u.a. 1.550 V, 3.300 V

Drehmomentcharakteristik 0…nNenn M = const., nNenn …nmax M ∼ n-1

Kühlung Wasser / Luft, fremdbelüftet, optional: Luft mit Rohranschluss

Fremdlüfter Aufgesetzt, optional: in Kühlerhaube eingebaut

Erregung Schleifringe

Schutzart Motorraum IP44, optional: Motorraum IP54 Schleifringraum IP23, optional: Schleifringraum IP54

Hauptanschluss Stromschienen unten, optional: 1 Klemmenkasten je System

Hilfsklemmenkästen IP55, optional: Edelstahl

Lager Gleitlager, Wälzlager in Pendelrollenausführung (nicht IM7x) optional: Ölversorgungsanlage; Einfachrohrkühler im Lager drehzahl- und größenabhängig möglich

Axialkräfte 1 Festlager. entsprechend dem Einsatzgebiet IM1001 bis 50 kN; IM73xx bis 1.000 kN

Ölzulauf Gleitlager DIN-Ausführung mit Drosselventil, Strömungsmesser, Manometer Flansch, Gegenfl. (H09) soweit erforderlich

Ölablauf Gleitlager DIN-Ausführung Ölablauf mit Schauglas, Thermometerbohrung und Gegenflansch (H11) soweit erforderlich

Drucköl Gleitlager Druckölpumpen soweit erforderlich am Lagerschild angebaut, IM731x: neben Lager auf Grundrahmen

Isolationssystem Micalastic®-VPI-Tränkung, ausgelegt für Umrichterbetrieb

Anstrich Standard RAL 7030 optional: Sonderanstrich; andere RAL-Farben

Wicklungstemperaturüberwachung 6 Pt100, 4-Leiter ab Klemmenkasten, optional: 12 Pt100, 18 Pt100

Lufttemperaturüberwachung 2 Pt100 Kaltluft, 1 Pt100 Warmluft optional: 1 Luftströmungswächter je Lüfter

Leckwasserüberwachung mit Kontakt

Lagerüberwachung 1 Pt100 je Radiallager / 2 Pt100 je Axiallager Einschraubmöglichkeit für SPM-Messnippel bei Wälzlagern

Stillstandsheizung Spannung nach Anforderung

Walzwerkshauptantriebe

Synchron-Walzmotoren – technische Daten

16 | SIMOTICS HV, FD und DP

Systeme mit den SIMOTICS HV Serien H-compact PLUS, Vario PLUS und M (Modular) sowie SIMOTICS FD und DP

Prädestiniert für Antriebe in Walzwerken

H-compact PLUS – kompakt, flexibel, höchst verfügbarIn vielen Walzwerken sind die modular gekühlten Moto-ren der H-compact PLUS Reihe zuverlässig im Einsatz – wahlweise in Durchzugsbelüftung, Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Kühlung. Sie sind als Hoch- und Niederspan- nungsausführung erhältlich und decken ein Leistungs-spektrum bis 11,7 MW ab. Die Achshöhen 630 und 710 sind mit stoßfestem, geschweißtem Stahlgehäuse ausge-führt. H-compact PLUS setzt Maßstäbe in Zuverlässigkeit und Flexibilität – und dies bei äußerst kompakter Bau-weise. Besonderes Qualitätsmerkmal dieser Motoren: Ihre Schwinggüte übertrifft meist die international geforderten Standards.

LOHER Vario PLUS – stark für extreme StoßlastDer Produktname LOHER genießt weltweit einen hervor-ragenden Ruf für maßgeschneiderte Kundenlösungen, die selbst außergewöhnliche Anforderungen passgenau erfüllen – wie geschaffen also für die Walzwerksindus- trie. Als modular gekühlter Motor mit hoher Zuverlässig-keit und Effizienz ist der LOHER Vario PLUS bis zur Achshöhe 800 in Nieder- und Mittelspannung gemäß kunden- und branchenspezifischen Anforderungen erhältlich. Ein weiterer Vorteil für Walzwerksanwendun-gen besteht darin, dass auch die kleineren Achshöhen von 355 bis 560 mit stoßfestem, geschweißtem Stahlge-häuse in rippengekühlter Ausführung IC411 oder IC416 verfügbar sind.

SIMOTICS HV M – beschleunigte Projekte und maximale Performance bis 18 MWMit SIMOTICS HV M Motoren in der Achshöhe 800 setzt Sie-mens sein erfolgreiches Konzept modularer Hochspan-nungsmotoren mit Stahlgehäuse zu größeren Leistungen hin fort. SIMOTICS HV M in Achshöhe 800 ist in 4- und 6-poliger Ausführung erhältlich, dabei reicht das Spektrum dieser Reihe bis 16 MW bei 10 kV und bis 18 MW bei 6 kV

(jeweils 50 Hz). Damit profitiert der Anwender nun auch in dieser Leistungsklasse von den Vorteilen des modularen Hochspannungsmotorenkonzepts. Durch standardisierte Fer-tigungs- und Prüfprozesse zeichnet sich der SIMOTICS HV M Achshöhe 800 durch kurze Lieferzeiten sowie hohe Liefer-treue aus. Auch sind mit dem SIMOTICS HV M entsprechend hohe Leistungen nun in Standardtools wie Sizer Web Engi-neering integriert – eine erleichterte Selektion und Konfigu-ration sind die Folge. Auf der kons-truktiven Seite bringt ins-besondere das optimierte Stahlgehäuse Vorteile: Es ist gewichtsoptimiert, was Transport und Anlagenintegration erleichtert, sowie geräuschdämpfend, wodurch weniger Schallschutzmaßnahmen notwendig sind. Die erhöhte Stei-figkeit des Motors steigert die Zuverlässigkeit auch in Ext-remsituationen und damit die Anlagenverfügbarkeit. Die walzwerksspezifischen Ausführungen der SIMOTICS HV M Achshöhe 800 erreichen Drehmomente von 120 kNm. Sie erfüllen die Anforderungen dieser Applikation durch ihre hohe Überlastfähigkeit und einen weiten Feldschwächbe-reich voll und ganz.

Für bestimmte Walzwerksanwendungen bietet Siemens weitere leistungsstarke Antriebe, die im Spannungsfeld

von Wirtschaftlichkeit und Prozess qualität eine optimale Walzantriebslösung darstellen. Die modular gekühlten

Hochspannungs-Asynchronmotoren SIMOTICS HV Serien H-compact PLUS, Vario PLUS und M (Modular) liefern im

Walzwerksbereich Drehmomente bis zu 120 kNm. Systeme mit den Niederspannungsmotoren-Reihen SIMOTICS FD

und SIMOTICS DP eignen sich hervorragend für die Haspeln, Scherenlinien und Rollgänge im Walzwerk.

H-compact PLUS

SIMOTICS HV, FD und DP | 17

Rollgangsmotor

SIMOTICS HV M

Umrichterlösungen aus einem GussJe nach Walzwerksapplikation bieten sich verschiedene Frequenzumrichter in Verbindung mit den SIMOTICS HV Serien H-compact PLUS, Vario PLUS und M (Modular) an. In der Mittelspannung kommt der SINAMICS SM150 zum Einsatz. In der Niederspannung bewähren sich der SINAMICS S150 und vor allem für koordinierte Antriebe die SINAMICS S120 Cabinet Modules. Als modulare Schrank- geräte-Systeme lassen sich Letztere nach dem Baukasten-prinzip zu anschluss fertigen Antriebslösungen von mehre-ren Megawatt zusammenstellen. Über standardisierte Schnittstellen können die typgeprüften Schrankmodule einfach verknüpft und montiert werden. Dabei ist auch Leistungs austausch zwischen motorisch und generato-risch betriebenen Antriebsachsen über eine gemeinsame Gleich spannungs-Sammelschiene möglich. Sie profitieren von deutlichen Energieeinsparungen.

Antriebssysteme für Haspeln – für den optimalen Auf- und AbrollprozessUnsere abgestimmten Antriebssysteme für Haspeln im Warm- und Kaltwalzprozess tragen dazu bei, dass Band-dicke und Bandoberfläche des gewickelten Coils immer genau die gewünschten Eigenschaften haben. In unseren Antriebssystemen für Haspeln spielen für den Umrichter-betrieb konzipierte Motoren der Reihe SIMOTICS FD und hochdynamische Niederspannungsumrichter SINAMICS S120 Cabinet Modules perfekt zusammen und sorgen so für maximale Präzision in Ab- und Aufrollprozessen. Bei stark mit Staub belasteter Umgebungsluft und hohen Umgebungstemperaturen ist die flüssigkeitsgekühlte Variante der SINAMICS S120 Cabinet Modules besonders geeignet. Zudem lassen sich diese Antriebssysteme leicht und schnell in Betrieb nehmen, sind sehr zuverlässig, war-tungsarm und ermöglichen den Leistungsaustausch zwi-schen den abrollenden, generatorisch betriebenen Haspeln und den aufrollenden, motorisch betriebenen Haspeln. Eine bessere Energiebilanz der Gesamtanlage ist die Folge.

Extrem robust und exakt: Antriebssysteme für Rollgänge und andere BandtransportanwendungenWir bieten spezifische Antriebssysteme für Rollgangs-applikationen, die auch unter extremsten Bedingungen – hohen Umgebungstemperaturen, hoher Luftfeuchte oder auftretendem Zunderstaub – reibungslos und präzise arbeiten. Auf der Motorseite sind dies vollkommen geschlossene Drehstrom-Asynchronmotoren SIMOTICS DP. Ihr Gehäuse aus Sphäroguss ist besonders robust gegen mechanische Beanspruchung. Zudem vermeidet das Ringrippengehäuse die Ablagerung von Zunderstaub. Momentenreserven lassen hohe, bis zu 4-fache Stoß-momente zu. Das Wicklungsdesign dieser SIMOTICS DP Rollgangsmotoren ist auf die Spannungen und Frequen-zen des umrichterseitigen Systempartners SINAMICS G120 zugeschnitten, was eine optimale Systemausnutzung ermöglicht. Für Transportaufgaben, beispielsweise in der Stahl- oder Aluminiumindustrie, in denen kein Zunderstaub auftritt, eignen sich Systeme mit sogenannten Steel-Plant- Motoren. Typische Einsatzgebiete sind der Transport von Brammen zum Aufwärmofen, Plattentransport zum Kühlbett oder Antrieb von Scherenlinien, Trägerstraßen und Auslaufrollgängen. Sie können mit fester Drehzahl direkt am Netz betrieben werden oder im Team mit SINAMICS S120 für dynamische Prozesse.

18 | Retrofit

Retrofit

Ihre Produktivität ist unser Auftrag

Auch beim Thema Retrofit sind wir Ihr Partner. Dabei lassen sich oft viele Komponenten Ihrer bestehenden Antriebstech-

nik wiederverwenden – und gleichzeitig die Produktivität deutlich steigern. Ob Direktumrichter oder Spannungszwischen-

kreisumrichter: Mit speziellen Modernisierungspaketen bringen wir ältere Umrichter auf den aktuellen Stand der

SINAMICS Familie, verbessern die Produktionskapazität, verlängern den Lebenszyklus Ihrer Anlage und reduzieren

entsprechend Ihre Wartungskosten. Unser Retrofitangebot reicht von der Ersatzteillieferung über das Hochrüsten durch

Austausch einzelner Komponenten (komplette Regelung und/oder Leistungsteil) bis hin zum Austausch des Gesamtgeräts.

Modernisierung von Direktumrichter-AntriebssystemenOb abnehmende Produktivität oder höhere Wartungskos-ten: Die intelligente Antwort auf die Zeichen der Zeit bie-tet Ihnen ein Retrofit mit SINAMICS SL150. Die Moderni-sierung der Regelung ermöglicht ein effizientes Umrüsten Ihrer Anlage. Dabei ist der Ersatz von SIMOVERT D durch SINAMICS SL150 problemlos möglich – einschließlich des Leistungsteils. Falls nur der Regelungsschrank ausge-tauscht wird, bleiben Leistungsteil, Motor und Transfor-mator des Antriebssystems erhalten und die Lebensdauer der Komponenten wird verlängert. Das Ergebnis: ein Mit-telspannungsumrichter, der sich nahtlos in Ihre moderne Anlage einfügt. Bei einem derartigen Regelungs-Retrofit

werden der Regelungsschrank (SIMADYN D: 16- oder 32-bit), die Hilfsspannungsversorgung und die Erreger-einheit ausgetauscht. Anders als bei Thyristor-Vorgän-gern, die elektrisch angesteuert werden, geschieht das bei der neuen Generation mit Licht. Deshalb sind bei Thyristor-SITOR-Bausteinen des Typs 6QC6 SITOR Adapter für eine Kommunikation zwischen den SITOR Modulen und dem Power Stack Adapter (PSA) notwendig. SITOR Adapter Module (optoelektro nische Empfänger) wandeln das optische Signal in ein bidirektionales elektronisches Signal um, wie es bei dieser Technologie benötigt wird. Bei 6SD28-Thyristorsäulen sind sowohl neue PSA als auch neue TAS-Einheiten (Thyristor-Elektronik) erforderlich.

SINAMICS Regelungsschrank Hilfsbetriebe Erregereinheit Thyristor – Leistungsteil L1 – L2 – L3

Regelungs-Upgrade inkl. Ansteuerelektronik im Leistungsteil

Retrofit | 19

Leistungs-Upgrade IGCT

Regelungs-Upgrade SINAMICS

SIMOVERT ML /MLT

- GTO - SIMADYN D

X X

SIMOVERT ML2

- IGCT - SIMADYN D

X

Leistungs-UpgradeRegelungs-Upgrade inkl. Ansteuerelektronik im Leistungsteil

SINAMICS Regelungsschrank Erregereinheit GTO-Leistungsteil und Spannungszwischenkreis

Retrofit von SIMOVERT ML / ML2Noch heute laufen in vielen Walzwerksanlagen die Vor-gänger des SINAMICS SM150: SIMOVERT ML, MLT und ML2. Bei einem Retrofit der Antriebe ist hier oft kein kompletter Austausch notwendig. Vielmehr können Motor, Verkabelung, Transformator, Schrank und der Großteil des Leistungsteils erhalten bleiben, was die Inves-titionskosten erheblich senkt. Die in die Jahre gekomme-nen GTO-Säulen (Gate Turn Off Thyristoren) lassen sich schnell und einfach gegen luftgekühlte IGCT-Säulen austauschen.

Die daraus resultierenden Vorteile:• Langfristige Anlagenverfügbarkeit durch robuste IGCT-

Technik der neuesten Generation sowie lange Ersatzteil-verfügbarkeit

• Minimale Stillstandszeiten durch geringstmöglichen Eingriff und modulares Austauschkonzept

• Geringere Bauelementbelastung bei Ersatz der rück-wärtsleitenden GTOs (3,0 kA/3,5 kA GTOs) durch grö-ßere IGCTs (4,0 kA IGCTs) und separate Freilaufdioden

• Möglichkeit eines gestaffelten Modernisierungs- konzeptes durch schrittweise Umstellung auf IGCT – ausgetauschte GTO-Stacks lassen sich als Ersatzteile für andere GTO-basierte ML-Umrichter verwenden

Der Austausch von GTO-Stacks durch IGCT-Stacks hat sich bereits in der Praxis bewährt – beispielsweise in Kaltwalz-straßen in den USA und Deutschland.

Regelungs-Retrofit für SIMOVERT ML / ML2Für den Regelungs-Retrofit von auf SIMADYN D basieren-den SIMOVERT Geräten steht ein kompatibler, innovierter Regelungsschrank zur Verfügung. Dieser ist Teil der SINAMICS Familie und beinhaltet dieselben Komponenten wie ein Neugerät. Das Ergebnis: lange Verfügbarkeit sowie Gleichteiligkeit zu Neuanlagen.

Retrofit

SINAMICS SL150 Direktumrichter Technische Daten für Leistungsteil mit Regelung

20 | Retrofit

Leistungsanschluss

Netzspannung Luftkühlung: Wasserkühlung: Frequenz:

950 – 1.360 V 2.620 V 50 / 60 Hz +/– 2 %

Netzleistungsfaktor ca. 0,8 je nach Betriebsdrehzahl

Anschluss von unten oder von oben

Leistung

3,2 MVA – 36 MVA

Ausgangsspannung (Motor)

1.500 V – 4.000 V Anschluss von unten oder von oben

Stromrichterschaltung

Thyristor-Drehstrombrücken in 6-pulsiger, 12-pulsiger Schaltung

Wirkungsgrad

> 99 %

Kühlung

Verstärkte Luftkühlung mit eingebauten Ventilatoren

Wasserkühlung

Schutzarten

IP21 optional IP54 mit Ventilator und Filter

Umgebungsbedingungen

Temperatur: 5 °C bis +35 °C

Aufstellhöhe: ≤ 1.000 m über NN: Belastbarkeit 100 % > 1.000 m bis 4.000 m über NN: Strom-Derating erforderlich > 2.000 m bis 4.000 m über NN: zusätzlich Spannungs-Derating erforderlich

Relative Luftfeuchtigkeit: 5 % bis 85 % (Betauung nicht zulässig)

Verschmutzungsgrad: 2 ohne leitfähige Verschmutzung nach DIN EN 61800 5 1 / VDE 0160 T105 (IEC 61800-5-1)

Regelung

Vektorregelung Vektorregelung für Synchron- oder Asynchronmaschine Drehzahlregelbereich bis zum Stillstand Großer Feldschwächbereich möglich (konstante Leistung bis 1:4) Soll-Istwert-Schnittstelle von der Anwender-Regelung zur Basisregelung: PROFIBUS Umfangreiches Schutz- und Diagnose-Konzept für höchste Betriebs-Verfügbarkeit Schutzart IP21 optional IP54 mit Ventilator und Filter Erdschlussauswertegerät für den Statorstromkreis (optional auch für Erregerstromkreis)Standards

IEC, EN, CE

Standard-Features

Software STARTER für komfortable Inbetriebnahme und Diagnose am PC

Auswahl weiterer Optionen

Schutzarterhöhung Stillstandsheizung Zusätzliche I/O-Module Komfort-Messwert- und Datenerfassung Diverse Ausführungen der Rückkühleinheit

Schaltung Spannung Leistung Motorstrom

LuftkühlungTrafo (+10 %) Motor 2) 100 %1) 100 % 200 %

60 sec.V V MVA A A

Einfache Schaltung 6-pulsig(Maßangaben in mm) offene

Schaltung2) 1.180 1.700

3,2 1.100 2.200

2.30

0

2.700 1.200600

4) 3605,9 2.000 4.0009,4 3.200 6.400

Stern- schaltung

3 x 950 1.5152,9 1.100 2.2005,2 2.000 4.0008,4 3.200 6.400

3 x 1.360 2.1906,3 1.650 3.3008,7 2.300 4.600

Parallel-Schaltung 2 x 6-pulsig(Maßangaben in mm) offene

Schaltung2) 2 x 1.180 1.700

10,6 3.600 7.200

360

2.30

0

2.700 1.2006002.700

4) 16,9 5.760 11.520

Stern- schaltung

6 x 950 1.5159,4 3.600 7.200

15,1 5.760 11.520

6 x 1.360 2.19011,4 3.000 6.000

15,7 4.150 8.300

Parallel-Schaltung 12-pulsig(Maßangaben in mm) offene

Schaltung2) 2 x 1.180 2 x 1.700

11,8 2 x 2.000 2 x 4.000

2.700 1.2006002.700

360

2.30

0

4) 18,8 2 x 3.200 2 x 6.400

Stern- schaltung

6 x 950 2 x 1.51510,5 2 x 2.000 2 x 4.000

16,8 2 x 3.200 2 x 6.400

6 x 1.360 2 x 2.19012,5 2 x 1.150 2 x 3.300

17,4 2 x 2.300 2 x 4.600

WasserkühlungTrafo (+10 %) Motor 2) 100%1) 100% 150%

60 sec.3)

V V MVA A AReihenschaltung 12-pulsig „Kundenspezifische Lösungen“ 2 x 1.310 4.000

12 1.800 2.700

18 2.700 4.050Parallelschaltung 2 x 6-pulsig, Thyristor-Reihenschaltzahl 2 „Kundenspezifische Lösungen“

2 x 2.620 2 x 4.00024 2 x 1.800 2 x 2.700

36 2 x 2.700 2 x 4.050

1) Für typische Transformator- und Motordaten sowie typische Parametrierung der dynamischen Spannungsreserve2) Kommutierungsdrosseln im Schrankaufbau nicht berücksichtigt3) Creeping: bis zu 10 aufeinander folgende Zyklen während des Anlaufs4) Bei der Angabe zu Breite und Gewicht sind die Werte von der Erregung und dem Regelungsschrank bereits enthalten

Retrofit | 21

22 | Antriebslösungen

Komplette Antriebslösung aus einer Hand

Auf Wunsch liefern wir den kompletten Antriebsstrang für Walzwerke:

aus einer Hand, perfekt aufeinander abgestimmt, vom Motor bis zum

Transformator – und prädestiniert für die raue Walzwerksumgebung.

Beratung mit Branchen-Know-howBei der Wahl und Ausgestaltung des passenden Antriebs-konzepts unterstützen wir Sie kompetent und zuverlässig. Als langjähriger Partner für Walzwerksanwendungen verfügen wir über umfassendes Know-how für spezifische Anforderungsprofile. Im intensiven Dialog mit Ihnen entwickeln wir eine passgenaue Antriebslösung für Ihre Walzanlage.

Antrieb aus einem GussAuf der Basis zahlreicher Varianten und Optionen realisie-ren wir den Motor für Ihr spezifisches Projekt. Dazu ver-knüpfen wir Umrichter, Walzmotor und Transformator zum perfekt abgestimmten System. In jedem Fall profitieren Sie vom optimalen Zusammen-spiel aller Komponenten mit passenden Schnittstellen.

Ebenfalls perfekt abgestimmt im Antriebssystem: Hilfs-betriebe, Öl- und Rückkühlanlage, Erregereinheit und -trafo sowie die unterbrechungsfreie Stromversorgung. Die im Umrichter enthaltene Software, die sich für Walz-werksapplikationen kundenspezifisch einsetzen lässt, rundet unsere Antriebslösung technologisch ab.

Expertise durch Erfahrung Dank ihrer langjährigen Erfahrung sorgen unsere quali-fizierten Experten für einen reibungslosen Projektverlauf sowie eine spezifikationskonforme und termingerechte Lieferung. Bei Bedarf übernehmen unsere Spezialisten auch die qualifizierte Montageüberwachung und Inbetrieb- nahme.

Unser Service: ein langes Anlagenleben Als langjähriger Partner der Walzwerksindustrie bietet Siemens ein umfassendes Spektrum an innovativen Ser-vicekonzepten, das die Lebensdauer elektrischer Antriebe maximiert. Siemens bietet Ihnen ein breites Spektrum an Servicevertragsoptionen – angepasst an Ihre jeweiligen Bedürfnisse. Unsere Experten in den Metals Service & Support Centern stehen Ihnen rund um die Uhr zur Ver-fügung. Auf Wunsch klären wir Ihr Anliegen über Fern-diagnose oder senden einen Spezialisten zu Ihnen vor Ort. Mit individuellen Wartungsplänen tragen wir wesentlich dazu bei, die Verfügbarkeit und damit Ihre Produktivität über den gesamten Lebenszyklus Ihrer Walzwerkanlage zu sichern.

• Ersatzteillager• Reparaturwerkstätten• Vorbeugende Wartung• Ferndiagnosefunktionen • Unterstützung bei Software-Updates und Upgrades

ReferenzenSteigende Produktivität, höhere Kapazitäten, reduzierte Betriebskosten und Emissionen: Das sind die Faktoren,

an denen erfolgreiche Lösungen in der Walzwerksindustrie gemessen werden. Tiefes Branchenverständnis und

eine Vielzahl von Referenzen machen uns zum kompetenten Anbieter von Antriebslösungen. Das beweisen

unter anderem rund 1.400 installierte Wechselrichter (netz- oder motorseitig) des SINAMICS SM150 IGCT und

dessen Vorgänger SIMOVERT ML und SIMOVERT ML2 sowie 800 Cycloconverter des SINAMICS SL150 und dessen

Vorgänger SIMOVERT D. Folgende Beispiele aus aller Welt stehen dabei exemplarisch für unsere Kompetenz als

Lieferant von komplexen Antriebslösungen für Walzwerke.

Kunde: SMS-Siemag für Thyssen Krupp Stahl, Alabama, USA

Anwendung: WarmbandstraßeLiefer umfang: • 13 x SINAMICS SM150 (IGCT)

• 50 x SINAMICS S120• 21 x MV-Motoren• 320 x LV-Motoren mit Hilfsantrieben

für die Haspelanlage• 25 x Transformatoren GEAFOL

UL-zertifiziertAntriebs- lösung für Warmband-strasse:

Leistung kW: Drehzahl min-1:Brammen-presse

4.400 90 – 608

Staucher 1+2 2 x 1.000 (1+2)

180 – 360 (1) 180 – 540 (2)

Vorgerüst 2 x 4.250 25 – 60Umkehr-vorgerüst

2 x 8.500 50 – 100

Schopfschere 2 x 1.750 290 – 540Fertigungs-straße 1–7

12.000 200 – 600

Haspel 1.450 400 – 1.350Ergebnis: Elektrische Antriebsausrüstung

für ein „Greenfield“-ProjektZeitraum: Inbetriebnahme 2010

Kunde: Voestalpine, Linz, AustriaAnwendung: WarmbandstraßeLösung:

Leistung:

Drehzahl:Drehmoment:

Umbau Zwillingsantrieb, stufenweise Modernisierung4 x (2 x 7.000 kW); 2 x (2x 3.800 kW); 1 x (2 x 8.200kW)248/440 min-1; 225/400 min-1; 210/370 min-1

2x 270 kNm; 2x 161 kNm; 2x 373 kNmErgebnis: Aufrüstung und Anpassung

in existierendes WalzgerüstZeitraum: Schrittweise Umstellung von 2001 – 2005

Referenzen | 25

Kunde: Baosteel, Baoshan Iron & Steel Group, Shanghai, China

Anwendung: Grobblechwalzwerk

Lösung:Leistung:Drehzahl: Drehmoment:Umrichter:

Zwillingsantrieb für Grobblechwalzgerüst2 x 10.000 kW (2 x 25.000 kW bei Überlast)50/120 min-1

2 x 1.910 kNm (2 x 4.775 kNm bei Überlast)SIMOVERT D

Zeitraum: Beginn des Betriebes des Grobblechwalz- gerüsts im März 2005

Kunde: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH, Germany

Anwendung: Warmbandstraße

Lösung: 2 verti kale Staucher-motoren

1 Zwillings-umkehrge-rüstmotor

5 Ferti-gungsstra-ßenmoto-ren

1 Schopf-scheren-motor

1 Abhas-pelmotor

Leistung (kW): Drehzahl (min-1): Drehmoment (kNm):

1.500 200 – 440 72

6.000 45 – 100 1.273

6.400 200 – 600 306

1.250 600 20

700 200 – 600 33

Ergebnis: Lieferung der kompletten Hauptantriebe, Siemens Generalausrüster für Elektrik und Automation

Zeitraum: Inbetriebnahme 1997

Kunde: SMS-Siemag-Projekt in Skandinavien

Anwendung: Retrofit eines Grobblechwalzwerks

Liefer umfang: Antriebssystem für einen Rougher mit SMS-Siemag Automatisierung und Siemens Antriebstechnik:• 7.000-kW-Motor (1.114 kNm)

als Zwillingskonfiguration• SINAMICS SM150 IGCT• Erregereinrichtung und HilfsbetriebeAntriebssystem für eine 2,6 MW / 3.000 min-1 Descaling-Pumpe:• SINAMICS GM150 IGBT• Hilfsbetriebe

Ergebnis: Austausch der Antriebssysteme in enger Zusammenarbeit mit SMS-Siemag Mechanik und Automation zwecks Modernisierung und Verbreiterung sowie Erhöhung der Produk-tion. Geplanter Stillstand für den Umbau: 35 Tage

Zeitraum: Installationsbeginn August 2012

Erregereinheit: 2 x 2000 A

SINAMICS SM150 SINAMICS SM150

7 MW / 18 MW 1.100 kNm / 2.750 kNm

SYM SYM

7 MW / 18 MW 1.100 kNm / 2.750 kNm

Vorteile:

Siemens bietet auch für anspruchsvolle Herausforderungen komplette Antriebssysteme aus ei-ner Hand, wie dieses Beispiel eines Grobblechwalzwerkes darstellt.

Antriebslösungen | 23

Siemens AG Process Industries and Drives Large Drives Postfach 47 43 90025 NÜRNBERG DEUTSCHLAND

Erfahren Sie mehr:

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Änderungen vorbehalten 03/15 Artikel-Nr.: E20001-A480-P500-V1 Dispo 21503 D&M/66748 WS 03150.5 Gedruckt in Deutschland © Siemens AG 2015

Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leis-tungsmerkmale, welche im konkreten Anwen- dungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwick-lung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.

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