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Funktionsweise: Beschreibung des Betriebs

USV-System NO-BREAK KS®: In jeder Millisekunde Herr der Lage

Diesel-dynamische NO-BREAK KS®-Systeme von EURO-DIESEL sind in jeder Millisekunde Herr der Lage in ausfallsensiblen Infrastrukturen. Im Netzbetrieb verbessern sie kontinuierlich die Qualität der Verbraucherspannung. Verlässt die Netzspannung den Toleranzbereich, so wird die Versorgung der Verbraucher über den kinetischen Energiespeicher und den Dieselmotor zu jeder Zeit sichergestellt.

Videoanimation: NO-BREAK KS® Intervention während eines Stromausfalls


Netzbetrieb/Energiespeicherung

Im normalen Netzbetrieb, also bei Spannungen innerhalb der Toleranzgrenzen, wird die Wechselstrom-Spule (AC) des Innenrotors
im Energiespeicher mit Spannung beaufschlagt. Der Drehstrom der angelegten AC-Spannung erzeugt ein rotierendes Magnetfeld, das wiederum den Außenrotor auf eine Drehzahl von maximal 3000 min-1 antreibt. Auf diese Weise wird die kinetische Energie im Außenrotor gespeichert. Die Energiespeicherung in einem Außenrotor hat den Vorteil, dass die Energiemenge, die gespeichert werden kann, mit der Entfernung zum Rotationszentrum quadratisch zunimmt. Die relative Drehzahl zwischen den Innen- und Außenringen der Wälzlager beträgt jedoch lediglich 1500 min-1 (50 Hz), somit kann ein lagerschonender Betrieb gewährleistet werden, da die Welle selbst bereits mit 1500 min-1 rotiert.

Solange sich die Spannung des Hauptversorgungsnetzes innerhalb der Toleranzgrenzen bewegt, arbeitet die Synchronmaschine des NO-BREAK KS®-Systems als Motor und treibt die Hauptwelle an, die wiederum den kinetischen Energiespeicher auflädt.

Über 99 Prozent seiner Betriebszeit agiert das NO-BREAK KS®- System von EURO-DIESEL im normalen Netzbetrieb und sichert dabei die saubere und konditionierte Stromversorgung der ihm anvertrauten Verbraucher.

 

Dieselbetrieb/Energieversorgung und -speicherung

Sobald der Dieselmotor nach dem Start seine Nenndrehzahl erreicht hat, schließt die elektromagnetische
Kupplung. Über eine Welle treibt der Motor sodann den Generator an und versorgt die angeschlossenen Verbraucher. Gleichzeitig wird der Energiespeicher geladen, indem der Außenrotor wieder auf 3000 min-1 beschleunigt wird.

Da das komplette System über eine Erregermaschine initiiert wird, arbeitet es bürsten- und schleifringlos.

Ablauf:

  • QD1 öffnet sich
  • Die Übertragung der im Außenrotor gespeicherten kinetischen Energie wird aktiviert, um die Frequenz auf 50 bzw. 60 Hz +/- 1 % zu halten
  • Der Motor läuft an
  • Die elektromagnetische Kupplung schließt
  • Sobald der Motor 1500 min-1 (1800 min-1 bei 60 Hz) erreicht, versorgt er die Last bis zur Netzwiederkehr mit Energie

 

Transfersequenz/Nutzung der kinetischen Energie

In der Initialphase eines Netzausfalls oder einer Spannungsschwankung außerhalb des Toleranzbandes wird der Innenrotor über ein magnetisches Gleichfeld mit dem Außenrotor gekoppelt. Die kinetische Energie wird nun so geregelt auf den Innenrotor und damit auf die Welle übertragen, dass die Frequenz innerhalb der Toleranzen bleibt. Der Eingangsschalter QD1 wird geöffnet.

Diese kinetische Energieübertragung wird über den in die SC-Spule eingespeisten Strom geregelt. Gleichzeitig agiert die Synchronmaschine als Generator und der Dieselmotor erhält ein Startsignal.

Doppelt sicher: Beim unwahrscheinlichen Ausfall des Dieselmotor-Startsystems wird die elektromagnetische Kupplung kurz nach dem Öffnen des Schalters QD1 geschlossen und die kinetische Energie des Speichers dazu benutzt, den Dieselmotor zu starten.

Das NO-BREAK KS®-System von EURO-DIESEL verfügt als einziges seiner Art über eine redundante Startsequenz für den Dieselbetrieb. Mehr Sicherheit bietet kein anderes Diesel-dynamisches USV-Konzept.

Netzrückkehr/Automatische Synchronisierung

Kehrt das Hauptversorgungsnetz nach einem Stromausfall zurück, synchronisiert sich das NO-BREAK KS®-System automatisch wieder mit der Netzspannung. Der Schalter QD1 schließt, das reguläre Netz übernimmt die Last und die elektromagnetische Kupplung öffnet. Abschließend wird der Dieselmotor zur Kühlung kurz mit abgesenkter Drehzahl weiterbetrieben und dann gestoppt.

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