Gehäuse für PCS/Wechselrichter

Produktübersicht

Konstruktionsauslegung und Schutzklassen

Das PCS-/Wechselrichter-Gehäuse von Leading Top Union ist für die Unterbringung von Stromumwandlungssystemen von 100 kW bis 5 MW ausgelegt und unterstützt sowohl netzgebundene als auch netzunabhängige Konfigurationen. Das aus 2,0 mm bis 3,0 mm starkem, feuerverzinktem Stahl gemäß ASTM A653 gefertigte Gehäuse erfüllt die Schutzart IP54 nach IEC 60529 und die NEMA 3R-Konformität und gewährleistet so Schutz vor dem Eindringen von Staub und Spritzwasser aus allen Richtungen. Die inneren strukturellen Verstärkungen sind nach AWS D1.1-Normen verschweißt, wobei alle Schweißnähte durch eine Sichtprüfung gemäß ISO 5817 Klasse B überprüft werden. Das Gehäuse ermöglicht eine Zwangsluftkühlung mit Luftströmen von bis zu 12.000 CFM oder Flüssigkeitskühlkreisläufe mit 2-Zoll-NPT-Anschlüssen und hält die Innentemperaturen bei Umgebungstemperaturen von bis zu 50 °C unter 45 °C.

EMV-Abschirmung und Lichtbogenschutz

Die EMV-Abschirmung ist in die Gehäusekonstruktion integriert, um die Anforderungen der Normen IEC 61000-6-2 (Störfestigkeit in industriellen Umgebungen) und IEC 61000-6-4 (Emissionsgrenzwerte) zu erfüllen, ohne dass externe Filterschränke erforderlich sind. An allen Tür- und Plattenanschlüssen sind leitfähige Dichtungen mit einer Druckverformungsrestfestigkeit von mindestens 95 % angebracht, die eine Dämpfung von 60 dB bei 100 MHz und 40 dB bei 1 GHz gewährleisten. Das Gehäuse ist gemäß IEEE C37.20.7 gegen Lichtbögen geschützt und verfügt über die Zugänglichkeitsklasse Typ 2 für den Zugang nur von vorne. Die interne Lichtbogenbegrenzung wird durch 3,0 mm starke Stahlbarrieren und Druckentlastungsplatten erreicht, die für Lichtbogenstromstöße von 10 kA über eine Dauer von 500 ms ausgelegt sind. Sicherheitsverriegelungen an allen Zugangstüren unterbrechen automatisch die Steuerspannung beim Öffnen und entsprechen damit den Anforderungen der NFPA 70E.

Kabelmanagement und Sammelschienensysteme

Die Kabelführung ist für die Verlegung von Wechselstrom- und Gleichstromkabeln mit hoher Dichte optimiert und verfügt über separate Fächer für Stromkabel (bis zu 500 MCM) und Kommunikationskabel (Glasfaser und Cat6A). Das Gehäuse verfügt über vorgebohrte Kabeleinführungsplatten mit Kabelverschraubungen der Schutzart IP54, die bis zu 24 Kabeleinführungen pro Seite ermöglichen. Die Sammelschienensysteme sind gemäß IEC 61439-1 für 2000 A Dauerstrom ausgelegt, mit verzinnten Kupferschienen, die für einen Temperaturanstieg von 60 °C bei Volllast ausgelegt sind. Das Gehäuse unterstützt sowohl die obere als auch die untere Kabeleinführung und verfügt über abnehmbare Kabelverschraubungsplatten für Flexibilität bei der Installation vor Ort. Alle Befestigungsteile bestehen aus Edelstahl der Güteklasse 316, und das Gehäuse ist mit einer mindestens 80 Mikrometer dicken Pulverbeschichtung in der RAL-Farbe 7035 mit strukturierter Oberfläche versehen, um Korrosionsbeständigkeit in Küstenumgebungen zu gewährleisten.

Anwendungen & Branchen

Großanlagen für Solar-Photovoltaik

In großen Photovoltaik-Großanlagen wird das PCS-/Wechselrichter-Gehäuse mit einer Leistung von 1,5 MW bis 5 MW pro Einheit eingesetzt, typischerweise in Kombination mit Zentralwechselrichtern von SMA, Sungrow oder KACO. Bei einem 100-MW-Solarpark werden etwa 20 bis 30 Gehäuse parallel installiert, von denen jedes einen Eingangsspannungsbereich von 3.000 VDC und einen Ausgangsspannungsbereich von 600 VAC abdeckt. Die Schutzart IP54 des Gehäuses ermöglicht die Installation im Freien in Wüstenumgebungen mit Umgebungstemperaturen von bis zu 55 °C, während das Zwangsluftkühlsystem die IGBT-Sperrschichttemperaturen unter 125 °C hält. Die EMV-Konformität gewährleistet, dass keine Störungen bei SCADA-Kommunikationssystemen auftreten, die bei 2,4 GHz arbeiten – was für die Echtzeit-Leistungsabschaltung und die Netzfrequenzregelung entscheidend ist.

Anwendungen der Offshore-Windenergie

In Offshore-Windenergieanwendungen ist das Gehäuse für die Flüssigkeitskühlung ausgelegt, um die Leistungsumwandlung von 2 MW bis 4 MW aus Permanentmagnetgeneratoren zu bewältigen. Das Gehäuse besteht aus seewasserbeständigem Edelstahl 316L und ist für hohe Korrosionsbeständigkeit mit einem 120-Mikrometer-Epoxidharzsystem gemäß ISO 12944 C5-M beschichtet. Die internen Komponenten sind gemäß ASTM B117 für 1.000 Stunden gegen Salznebel geschützt, ohne dass Korrosion auftritt. Das Gehäuse verfügt über eine DNV-GL-Typenzulassung für Offshore-Umspannwerke, mit Schwingungsprüfungen gemäß IEC 60068-2-6 bei 5 bis 100 Hz und einer Beschleunigung von 2 g. Die Kabeleinführungen sind mit EMV-Verschraubungen ausgestattet, die für das Eintauchen nach IP68 ausgelegt sind, und der Flüssigkeitskühlkreislauf verwendet ein 30-prozentiges Glykol-Wasser-Gemisch für Frostschutz bis -20 °C.

Bergbau und Aufbereitung von Mineralien

Im Bergbau und in der Mineralverarbeitung wird das Gehäuse für regenerative Bremssysteme an Förderbandantrieben und Fördermaschinen eingesetzt und deckt Leistungsbereiche von 500 kW bis 3 MW ab. Das Gehäuse ist für den Einsatz unter Tage konzipiert und verfügt über eine 1,5 mm dicke Stahlkonstruktion sowie eine 100-Mikrometer-antistatische Pulverbeschichtung gemäß IEC 60079-14 zur Einhaltung der Vorschriften für explosionsgefährdete Bereiche. Die Lichtbogenschutzklasse gemäß IEEE C37.20.7 Typ 2B bietet Schutz bei Wartungsarbeiten in beengten Räumen. Das Gehäuse verfügt über integrierte Staubfilter der Klasse MERV 8 für die Zwangsluftkühlung, und alle Türen sind mit Druckentlastungsklappen ausgestattet, um den Innendruck bei Lichtbogenereignissen zu regulieren. Die Kabelführung bietet Platz für 4/0-AWG-Stromkabel und 18-AWG-Steuerkabel in separaten Kabelkanälen.

Anlagen der petrochemischen Industrie sowie der Öl- und Gasindustrie

In petrochemischen sowie Öl- und Gasanlagen wird das Gehäuse für Frequenzumrichter (VFDs) in Pumpen- und Kompressoranwendungen von 250 kW bis 2 MW eingesetzt. Das Gehäuse ist nach NEMA 4X-Normen gefertigt und verfügt über ein Gehäuse aus 3,0 mm starkem Edelstahl 304L sowie eine 150-Mikrometer-Epoxidbeschichtung für chemische Beständigkeit. Die interne Kühlung erfolgt über ein geschlossenes Flüssigkeitssystem mit einem Plattenwärmetauscher, der für eine Wärmeabfuhr von 100 kW bei 40 °C Umgebungstemperatur ausgelegt ist. Das Gehäuse ist gemäß IEC 60079-15 für Zone 2, Gasgruppen IIC, zertifiziert, wobei alle elektrischen Komponenten für den Betrieb bei -20 °C bis +60 °C ausgelegt sind. Die Kabeleinführungen sind mit explosionsgeschützten Kabelverschraubungen gemäß IEC 60079-14 abgedichtet, und das Gehäuse verfügt über ein Spülsystem zur Aufrechterhaltung des Überdrucks.

Warum sollten Sie sich für Leading Top Union als Gehäuse für PCS-/Wechselrichter-Schränke entscheiden?

Schweiß- und Qualitätszertifizierungen nach verschiedenen Normen

Leading Top Union verfügt über die Zertifizierung nach ISO 3834-2 für das Schmelzschweißen metallischer Werkstoffe, wodurch sichergestellt wird, dass alle Konstruktionsschweißnähte am Gehäuse des PCS/Wechselrichters die höchsten Qualitätsstandards hinsichtlich Ermüdungsfestigkeit und Tragfähigkeit erfüllen. Die Zertifizierung nach EN 1090-2 EXC3 garantiert die Ausführungsklasse 3 für Stahlkonstruktionen, wobei die Rückverfolgbarkeit aller Materialien vom Hersteller bis zur Endmontage gewährleistet ist. Für alle Schweißverfahren wird die Zertifizierung nach AWS D1.1 aufrechterhalten, wobei die Schweißer gemäß AWS QC1 qualifiziert sind. Jedes Gehäuse wird einer 100-prozentigen Maßprüfung mit CMM-Geräten mit einer Genauigkeit von ±0,1 mm unterzogen, und alle Schweißnähte werden mittels Ultraschallprüfung gemäß ISO 17640 auf innere Fehler untersucht. Dieser auf mehreren Normen basierende Ansatz gewährleistet eine gleichbleibende Qualität über alle Produktionschargen hinweg.

Fertigungskapazitäten und Präzisionsfertigung

Die Produktionsstätte in Suzhou verfügt über eine 15.000 Quadratmeter große Produktionsfläche, die der Fertigung kundenspezifischer Gehäuse gewidmet ist. CNC-Revolverstanzmaschinen mit einer Kapazität von 30 Tonnen und 32 Stationen werden für die präzise Blechbearbeitung eingesetzt und erreichen Toleranzen von ±0,2 mm bei Lochmustern und ±0,5 mm bei den Gesamtabmessungen. Die Laserschneidanlagen bearbeiten Materialstärken von 1,5 mm bis 6,0 mm mit einer Genauigkeit von ±0,1 mm. Die Pulverbeschichtungsanlage umfasst einen 5-stufigen Vorbehandlungsprozess mit Zinkphosphat-Konversionsbeschichtung, gefolgt von der elektrostatischen Aufbringung von Polyesterpulver auf eine Mindestdicke von 80 Mikrometern. Jedes Gehäuse wird gemäß ASTM D3359 auf Beschichtungshaftung und gemäß ASTM B117 mindestens 500 Stunden lang auf Salzsprühbeständigkeit geprüft.

Anpassungsmöglichkeiten und Dokumentation

Für PCS-/Wechselrichter-Schränke wird eine vollständige individuelle Anpassung angeboten, einschließlich Sonderabmessungen von 600 mm bis 2.400 mm Breite, 600 mm bis 1.200 mm Tiefe und 1.800 mm bis 2.400 mm Höhe. Die internen Montageschienen sind in 25-mm-Schritten verstellbar und ermöglichen so eine flexible Anordnung der Komponenten. Es werden vorinstallierte Sammelschienensysteme mit Nennströmen bis zu 3.000 A und Kupferquerschnitten von 50 mm² bis 200 mm² bereitgestellt. Zu den Kabelmanagementoptionen gehören Kabelrinnen, Leitergitter und Kabelkanäle mit maßgeschneiderten Ausschnitten gemäß Ihrem Schaltplan. Alle Gehäuse werden mit vollständiger Dokumentation geliefert, einschließlich Materialprüfzeugnissen gemäß DE 10204 3.1, Schweißverfahrensanweisungen (WPS) und Prüfberichten gemäß dem Qualitätsmanagementsystem ISO 9001:2015.

Technischer Support und Integrationsdienstleistungen

Das Ingenieurteam bietet technische Unterstützung bei der Integration in jede Wechselrichterplattform, darunter SMA, Sungrow, KACO, Dynapower und andere. Das Gehäusedesign kann an spezifische Kühlungsanforderungen angepasst werden, beispielsweise durch einen erhöhten Luftstrom für Installationen in Höhenlagen über 2.000 Metern oder durch eine Leistungsreduzierung bei Umgebungstemperaturen von bis zu 55 °C. Optionale Ausstattungsmerkmale wie Antikondensationsheizungen mit einer Nennleistung von 200 W, Türpositionssensoren für die Fernüberwachung und integrierte Überspannungsschutzgeräte (SPDs) gemäß IEC 61643-11 für Anwendungen des Typs 1 und 2 sind ebenfalls erhältlich. Die Lieferzeiten für kundenspezifische Gehäuse betragen je nach Komplexität 4 bis 8 Wochen, wobei Mustergeräte für die Validierung vor der Serienfertigung innerhalb von 2 Wochen zur Verfügung stehen.

Technische Daten

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