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Das XPR 2000 Power Rack ist eine offene Plattform zum schnellen Aufbau und Test von Regelungen und Steuerungen.
Es eignet sich besonders für sehr kompakte Steuerungsanwendungen und für die Prototypenphase, wenn Sie zunächst keinen
eigenen Leistungsteil aufbauen wollen.
Die herausragenden Merkmale des XPR 2000 Power Rack sind:
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Modulare Backplane mit 5 Einschubmöglichkeiten und bis zu 5 Spannungsebenen.
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Verschiedene Module mit unterschiedlichen Topologien erhältlich.
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Umfangreiche Schutzmechanismen inkl. break chopper.
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Spannung bis zu 800V und Ströme bis 50A möglich.
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Vorlademodul mit Inkrementalencoder-Empfänger und Überwachungen erhältlich.
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Nahtlose Anschlussmöglichkeit an das XCS 2000 System.
- Das offene Konzept lässt viel Freiraum auch für eigene Erweiterungen.
Folgende Komponenten sind für das XPR 2000 Power Rack erhältlich:
XPR 2000 Power Rack Case:
Das in 19"-Technik aufgebaute XPR 2000 besteht aus dem 4-HE Grundgehäuse mit einer 4-lagigen Power Backplane. Hier garantiert das ausgefeilte
Layout den niederinduktiven Anschluss von bis zu 5 Power Modulen. Je nach Modultyp sind 2 - 5 Spannungsebenen verwendbar so dass bequem 2-Level
als auch bis zu 5-Level Topologien im System gemischt werden können. Ferner werden auch die Systemüberwachungssignale sowie für einen break chopper
geeignete Signale auf der Backplane verteilt. Aufgrund der Isolationsabstände sind bis zu 800 V-DC Spannung und aufgrund der Leiterdicke und
Steckerdimensionierung 50 A-DC Strom möglich.
Das System kann mit oder ohne internem Netzteil ausgeliefert werden.
| XPM 20xx - Power Modules:
Die XPM 20xx Power Module sind für den Einschub in das XPR 2000 Power Rack entwickelt worden. Jedes Modul besteht aus 2 Platinen,
die fest miteinander verschraubt sind. Dabei enthält eine Platine alle Komponenten für die Steuerung, Überwachung und Aufbereitung der
Messsignale. Die zweite Platine enthält die eigentliche Leistungselektronik sowie Spannungs- und Stromsensoren. Angesteuert werden
können Mosfets oder auch IGBTs wobei durch die Wahl der Bestückung zwischen einer Bootstrap Vorladung oder einer galvanisch getrennten
permanenten Versorgung der Gatetreiberbausteinen gewählt werden kann. Die verwendeten Treiber bieten zusätzlich die Möglichkeit einer
Uce-Überwachung, um mögliche Zwischenkreiskurzschlüsse sowie Überströme der einzelnen Phasen zu detektieren und den jeweiligen Halbbrückenzweig
zu deaktivieren. Der Spannungsbereich der Module kann durch Wahl der Bestückung des Leistungsteils bestimmt werden. Hier können entweder
Elkos (Parallel oder in Reihe) oder Folienkondensatoren bestückt werden. Mit einem auf der Platine integrierten Kühlkanal und unter
Verwendung eines Hochleistungslüfters können ca. 100 W Verlustleistung je Umrichtermodul aus dem System abgeführt werden.
Temperaturüberwachung an der Lufteintritts- und Austrittsseite runden das Konzept der Module ab. |
XPM 2000 - 3 Phase Halfbridge Modul:
Mit diesem als klassische 3 phasige Halbbrücke realisierten Modul können direkt beliebige Spannungsformen erzeugt werden. Die Messungen
jedes einzelnen Phasenstromes, der Zwischenkreisspannung und der Luftaustrittstemperatur ermöglichen den schnellen Aufbau von
Steuerungen für ein- / mehrphasige Tiefsetzsteller, Motorumrichter für Asynchron- / Synchronmaschinen und vielem mehr.
Die Zwischenkreisspannung wird zusätzlich überwacht und steuert bei Überschreiten eines Maximalwertes (sofern vorhanden) einen break
chopper an. So können auch Traktionsantriebe realisiert werden, ohne die Module durch Überspannungen zu gefährden.
Auf der Platine ist zusätzlich die Bestückungsmöglichkeit von Snubber Elementen vorgesehen. |
XPM 2010 - 4 Phase Asymmetric Halfbrige Modul:
Für den direkten Betrieb von den sich immer stärker durchsetzenden geschalteten Reluktanzmaschinen eignet sich das XPM 2010 Modul.
Mit den 5 Stromsensoren können alle 4 Phasen sowie der Zwischenkreisstrom erfasst werden. Dies erlaubt den Betrieb von 1-4
phasigen Reluktanzantrieben. Die Ströme können in allen Bestromungs- und Freilaufzyklen erfasst und zur Regelung herangezogen werden.
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XPM 2020 Break Chopper Modul:
Den optimalen Schutz der Komponenten des Power Racks ermöglicht dieses 3-Level break chopper Modul. Mit 2 Leistungsschaltern und auf
dem Kühlkörper montierten Bremswiderständen können so auch Motoren sehr dynamisch (insbesondere generatorisches Bremsen) mit dem Power
Rack gesteuert werden. Mit dem verwendeten Kühlkörper können Dauerleistungen von bis zu 100 W abgeführt werden. Je nach Verhältnis
der Eingriffsdauer zu Abkühlphase kann der break chopper kurzzeitig auch deutlich höhere Leistungen abführen. |
XPM 2100 - Precharge & Protection Modul:
Dieses Modul erzeugt bzw. überwacht alle notwendigen Betriebsspannungen für die Power Modules. Ferner wird die Eingangsspannung und
Zwischenkreisspannung des Systems gemessen und die Vorladung der internen Zwischenkreiskondensatoren sanft gesteuert. Zusätzlich
sind Eingänge für Thermoschalter von Elektromotoren oder anderen Komponenten sowie für Inkrementalencoder zur Umsetzung
von symmetrischen auf asymmetrische Signale vorhanden. Ein Interface erlaubt den direkten Anschluss zur Steuerung und Überwachung an
ein XCS2000 System.
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