EA-ELEKTRO-AUTOMATIK EA-ELR 9000 HP Series User manual

© EA-Elektro-Automatik 2018, Sujet à modications sans préavis, sous réserve d’erreurs typographiques / Subject to modication without notice, errors and omissions excepted126
Charges électroniques DC programmables avec réinjection
Programmable electronic DC loads with energy recovery
EA-ELR 9000 HP 5 kW - 15 kW
 Large gamme d’entrée 342-528 V AC
 Réinjection de l’énergie d’alimentation sur le ré-
seau
 Entrée DC isolée galvaniquement
 Puissances d’entrée jusqu’à 15 kW par unité,
extensible jusqu’à 540 kW
 Tensions d’entrée jusqu’à 1500 V
 Courants d’entrée jusqu’à 510 A par unité
 Contrôle numérique reposant sur FPGA
 Ecran tactile TFT multilingue
 Profils utilisateur, générateur de fonctions
 Isolées galvaniquement
 Bus maître-esclave pour connexion parallèle
 Port USB en face avant pour clé USB
 Options numériques : interfaces plug & play ou al-
ternativement port IEEE/GPIB installé
 Langage de commande SCPI & ModBus RTU
 Compatibles LabView
 AC wide range input 342-528 V
 Energy recovery of the supplied DC energy into the
local grid
 Galvanically isolated DC input
 Input power ratings up to 15 kW per unit, expand-
able to 540 kW
 Input voltages up to 1500 V
 Input currents up to 510 A per unit
 FPGA based digital control
 Multilingual TFT touch panel
 User profiles, true function generator
 Galvanically isolated
 Master-slave bus for parallel connection
 Extra USB port on the front for USB stick
 Optional, digital, plug & play interfaces or alterna-
tively installed IEEE/GPIB port
 SCPI command language & ModBus RTU
 LabView support
EA-ELR 9200-210
U I P OVP OCP OPP OTP
Généralités
La nouvelle série de charges électroniques DC avec réinjection
EA-ELR9000HP, est une version améliorée de la série EA-ELR 9000. Elle
propose une gamme d’entrée AC plus large pour pouvoir fonctionner sur les
réseaux industriels avec une alimentation triphasée 400 V ou 480 V.
D’autre part, tous les modèles proposent une puissance supérieure et il
existe une nouvelle catégorie de tension avec du 360 V. L’isolement de cer-
tains modèles haute tension a également été amélioré.
General
The new series of electronic DC loads with energy recovery to mains, called
EA-ELR 9000 HP, is an advancement of the series EA-ELR 9000. It oers a
wider AC input range for the operation on industrial grids with 400 V or
480 V three-phase supply.
Furthermore,allmodels oer ahigher powerrating and there isa newvolt-
age class with 360 V. The insulation of some high voltage models has also
been improved.
19“
R
IEEE
USB IFABMS
Option:
1) Ancien nom allemand : ENS 1) Former german name: ENS
WC
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C
D
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Charges électroniques DC programmables, réinjection / Programmable electronic DC loads, recovering
EA-ELR 9000 HP 5 kW - 15 kW
La fonction de réinjection d’énergie convertit l’énergie d’alimentation DC
en un courant sinusoïdal synchrone et le réinjecte sur le secteur. Cela réduit
la dissipation de chaleur habituelle au minimum et économise de l’éner-
gie simultanément. L’écran couleur TFT tactile propose une utilisation ma-
nuelle très intuitive, comparé aux autres appareils. Les temps de réponse
des contrôles via les interfaces analogique ou numérique ont été améliorés
par le matériel contrôlé par FPGA.
En fonctionnement parallèle de plusieurs appareils, un bus maître-esclave
est utilisé pour connecter les unités à un système plus important où les va-
leurs actuelles sont additionnées et les valeurs réglées distribuées.
Puissances, tensions, courants
Les gammes de tension disponibles s’étendent de 0...80 V DC jusqu’à 0...1500
V DC. Des courants d’entrée jusqu’à 510 A pour une unité sont disponibles.
La série propose trois catégories de puissances de 5 kW, 10 kW ou 15 kW en
seulement 3U pour un appareil unitaire, qui est extensible jusqu’à 240 kW en
châssis pour un courant total de sortie beaucoup plus élevé.
Alimentation
Tous les modèles nécessitent une alimentation AC 2- ou 3-phases sans
conducteur N, comme typiquement dans les réseaux industriels. Les appa-
reils proposent une large gamme d’entrée AC avec 342 - 528 V, couvrant les
tensions d’alimentation internationales entre 380 V et 480 V.
Réinjection d’énergie
La fonctionnalité la plus importante de ces charges électroniques est que
l’entrée AC, ex : la connexion secteur, est également utilisée comme sortie
pour la réinjection de l’énergie DC d’alimentation, laquelle sera convertie
avec un rendement d’environ 95%. Cette réinjection d’énergie permet des
coûts relatifs à l’énergie plus faibles et d’éviter des systèmes de refroidisse-
ment trop onéreux, comme ce qui est nécessaire avec les charges électro-
niques conventionnelles qui convertissent l’énergie de l’entrée DC en cha-
leur. Schéma de principe :
Appareil de
consommation
ex. 3 kW
Objet sous
test, ex. un
alimentation
AC
DC
Réinjection
95% = 2.85 kW
Le fonctionnement de ces charges à réinjection en terme de génération de
puissance n’est pas prévu. Des dispositifs de protection du réseau, qui peut
surveiller les retours d’énergie inverse dans le réseau publique, sont dis-
ponibles pour une installation optionnelle et sont prévus pour obtenir une
sécurité supplémentaire pour l’équipement et l’utilisateur, spécialement
pour le fonctionnement dit isolé. Mais de tels dispositifs nécessiteront éga-
lement un conducteur N.
En fonction de l’installation ou non de l’unité de surveillance par l’utilisa-
teur, les appareils disposent d’une fonction de désactivation simple et non
répétitive dans le cas d’une interruption de la liaison secteur. L’appareil sur-
veille la tension AC et la fréquence, puis désactive automatiquement le bloc
inverseur en cas de dépassement des limites haute ou basse.
The energy recovery function converts the supplied DC energy into a syn-
chronous sine current and feeds it back into the local grid. This eliminates
the usual heat dissipation to a minimum and saves energy costs at the
same time. The large colour TFT touch panel oers a dierent and intuitive
kind of manual operation, compared to other devices.
Response times for the control via analog or digital interfaces have been
improved by the FPGA controlled hardware.
In parallel operation of multiple devices, a master-slave bus is used to con-
nect the units to a bigger system where the actual values are totalled and
the set values distributed.
Power ratings, voltages, currents
The available voltage range portfolio goes from models with 0...80 V DC up
to models with 0...1500 V DC. Input currents up to 510 A with only one unit
are available. The series oers three power classes with5 kW, 10 kW or 15
kW in only 3U for single devices, which can be extended up to 240 kW in
cabinets for a signicantly high total current.
Supply
All models require a 2-phase or 3-phase mains supply without N conductor,
as typical in the industrial grids. The devices oer a wide range AC input
with 342 - 528 V AC, covering common international grid ratings between
380 V and 480 V.
Energy recovery
The most important feature of these electronic loads is that the AC input,
i.e. grid connection, is also used as output for the recovery of the supplied
DC energy, which will be converted with an eciency of up to 95%. This
way of energy recovery helps to lower energy costs and avoids expensive
cooling systems, such as they are required for conventional electronic loads
which convert the DC input energy into heat.
Principle view:
Consumer
e.g. 3 kW
e.g.
power supply
E.U.T
AC
DC
Recovery
95% = 2.85 kW
Operation of these recovering loads in terms of power generation is not
intended. Grid protection devices, which could supervise the feedback of
energy into the public grid, are available for optional installation and are
intended to achieve additional safety of persons and equipment, especially
when running the so-called isolated operation. But such a device would
also require the N conductor.
Regardless of whether the user has installed that supervision unit or not,
the devices feature a simple and non-redundant switch-o function for the
case of an interruption in the grid connection cable. The device supervises
AC voltage and frequency and will automatically switch o the power stag-
es in case upper or lower limits are exceeded.
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Charges électroniques DC programmables, réinjection / Programmable electronic DC loads, recovering
EA-ELR 9000 HP 5 kW - 15 kW
Prise en main (HMI)
L’utilisation manuelle est réalisée via un écran tac-
tile, deux encodeurs et un bouton poussoir. L’a-
chage couleur indique toutes les valeurs réglées et
actuelles importantes en un coup d’œil. La con-
gurationcomplèteestégalementréaliséeavec l’in-
terface humain-machine, comme la conguration
des fonctions (carré, triangle, sinusoïde) etc.
L’achage est multilingue (Allemand, Anglais,
Russe, Chinois).
Contrôle du générateur de fonctions et tableau
Une fonction spéciale basée sur le FPGA, très pratique, comprend un gé-
nérateur arbitraire et de fonction numérique. Elle permet le contrôle et
l’utilisation de prols de charge personnalisables par l’utilisateur et peut
générer des formes d’ondes sinusoïdales, carrées, dents de scies et rampes
dans un ordre arbitraire. Avec un tableau de valeur numérique program-
mable librement avec 3276 points eectifs qui est intégré dans le circuit
de contrôle, les appareils peuvent reproduire des résistances internes non
linéaires telles que celles des batteries ou de chaînes de DEL.
Operation (HMI)
Manual operation is done with a Gorilla glass touch
panel, two rotary knobs and a pushbutton. The
large colour display shows all relevant set values
and actual values at a glance. The whole setup is
also done with the human-machine interface, as
well the conguration of functions (square, trian-
gle, sine) etc.
The display is multilingual (German, English, Rus-
sian, Chinese).
Function generator and table control
A special feature is the comfortable, FPGA based, digital function and arbi-
trary generator. It enables to control and run user-customisable load pro-
les and can generate sine, square, saw tooth and ramp functions in arbi-
trary order.
With a freely programmable, digital value table of 3276 points, which is
embedded in the control circuit, the devices can reproduce non-linear in-
ternal resistances, such as those of batteries or LED chains.
Bus de partage
Ce bus de partage aussi nommé "Bus Share" est une connexion analogique
située en face arrière des appareils, utilisée pour équilibrer le courant entre
plusieurs unités identiques de cette série connectées en parallèle. Il peut
aussi être utilisé avec un système deux quadrants connecté avec des alimen-
tations des séries EA-PSI 9000 WR ou EA-PSI 9000 WR Slave. Ce système est
dédié aux tests utilisant le principe source-dissipateur.
Test de batterie
An de réaliser toute sorte de test sur des batteries, comme par exemple la
décharge à courant constant ou à résistance constante, ces appareils pro-
posent un mode de test adapté. Celui-ci calcule le temps de test écoulé et
la capacité de charge (Ah). Les données mémorisées par le PC pendant les
tests avec le logiciel EA Power Control peuvent être exportées vers un ta-
bleau Excel au format CSV, puis analysées plus tard dans MS Excel ou un
autre outils similaire, an de visualiser le diagramme de décharge. Pour
une conguration plus précise, il y a aussi un seuil ajustable pour arrêter
le test de batterie en cas de tension trop faible, ainsi qu’une durée de test
maximale ajustable.
Contrôle à distance et connectivité
Pour le contrôle à distance, il y a deux interfaces par défaut (1x analogique,
1x USB) disponibles en face arrière des appareils, qui peuvent aussi être
complétés en option par des modules d’interfaces numériques (emplace-
ment dédié). Alternativement à l’emplacement des modules d’interface,
tous les modèles peuvent être équipés de l’interface triple (option 3W, voir
après) qui dispose de : 1x GPIB/IEEE, 1x USB et 1x analogique en face arrière.
Pour l’implémentation dans l’IDE LabView, nous proposons les composants
prêts à l’utilisation (VIs) pour qu’ils soient utilisés avec les interfaces de
types USB, RS232, GPIB et Ethernet. D’autres IDE et interfaces sont décrits
par la documentation relative au protocole de communication.
Share Bus
The so-called „Share Bus“ is an analog connection at the rear of the devices
and is used to balance current across multiple identical units of this series
in parallel connection.
It can also be used to build a two-quadrants system in connection with
power supplies of series EA-PSI 9000 WR or EA-PSI 9000 WR Slave. This
system is dedicated for testing purposes using the source-sink principle.
Battery test
For purposes of testing all kinds of batteries, such as for example constant
current or constant resistance discharging, the devices oer a battery test
mode. This show extra values for elapsed testing time and consumed ca-
pacity (Ah).
Data recorded by the PC during tests with, for example, EA Power Control
can be exported as Excel table in CSV format and analysed later in MS Excel
or similar tools and even visualised as a discharge diagram.
For more detailed setup, there is also an adjustable threshold to stop the bat-
tery test on low battery voltage, as well an adjustable maximum test period.
Remote control & connectivity
For remote control, there are by default two interface ports (1x analog, 1x
USB) available on the rear of the devices, which can also be extended by
optional, pluggable and retrottable, digital interface modules (dedicat-
ed slot).
Alternatively to the interface modules slot, all models can be equipped
with a three-way interface (option 3W, see below), which then oers 1x
GPIB/IEEE, 1x USB and 1x Analog on the rear side of the device.
For the implementation into the LabView IDE we oer ready-to-use com-
ponents (VIs) to be used with the interface types USB, RS232, GPIB and Eth-
ernet. Other IDEs and interfaces are supported by documentation about the
communication protocol.
1 3 4 5 62
Triangle Carré Trapèze Sinusoïde Rampe DIN 40839
Triangle Rectangle Trapezoid Sine Ramp
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Charges électroniques DC programmables, réinjection / Programmable electronic DC loads, recovering
EA-ELR 9000 HP 5 kW - 15 kW
Les utilisateurs Windows peuvent bénécier du logiciel "EA Power Control"
gratuitement. Celui-ci propose une fonction nommée "séquenceur", avec
laquelle l’appareil est contrôlé via un tableau semi-automatique au format
CSV. Ce tableau représente une procédure simple de test, il peut être créé
ou édité dans MS Excel ou tout autre éditeur CSV, puis importé dans le lo-
giciel.
Ce logiciel permet également de contrôler jusqu’à 20 unités à la fois avec
la fonction optionnelle appelée "Multi Control" (avec licence payante). Voir
page 136 pour plus d’informations.
Windows users can prot from the free software “EA Power Control”. It of-
fers a feature called “Sequencing”, where the device is controlled through
a semi-automatic table in CSV format. This table represents a simple test
procedure and can be created and edited in MS Excel or other CSV editors
and then imported into the software tool.
This software also allows for the control of up to 20 units at once with an
optional feature called “Multi Control” (licensed, not free of charge). See
page 136 for more information.
Options
 Modules d’interfaces numériques interchangeables pour CAN, CANo-
pen, Ethernet (1 ou 2 Ports), Profibus, ProfiNET (1 ou 2 Ports), RS232 ,
EtherCAT ou ModBus TCP. Voir page 134.
 Interface triple (3W) avec port GPIB installé à la place de l’emplacement
par défaut des modules d’interfaces interchangeables
 Refroidissement par eau (sur demande, voir aussi page 145)
Modules d’interfaces numériques
Options
 Pluggable and retrofittable, digital interface modules for CAN, CAN-
open, Ethernet (1 or 2 ports), Profibus, ProfiNet (1 or 2 ports), RS232,
EtherCAT or ModBus TCP. See page 134.
 Three-way interface (3W) with a rigid GPIB port installed instead of the
default slot for retrofittable interface modules
 Water cooling (upon request, also see page 145)
Digital interface modules
Connecteurs arrières des modèles standards /
Rear connectors of the standard models
Connecteurs arrières des modèles avec l’option 3W /
Rear connectors of models with option 3W
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EA-ELR 9000 HP 5 kW - 15 kW
Spécications Technical Data Série / Series EA-ELR 9000 HP
Alimentation AC AC: Supply
-Tension - Voltage 342...528V, 2ph/3ph
- Fréquence - Frequency 45...66 Hz
Tension DC DC:Voltage
- Précision - Accuracy <0.1% de la valeur nominale / <0.1% of rated value
Courant DC DC: Current
- Précision - Accuracy <0.2% de la valeur nominale / <0.2% of rated value
- Régulation charge 1-100% ΔU
DC
- Load regulation 1-100% ΔU
DC
<0.15% de la valeur nominale / <0.15% of rated value
-Temps de montée 10-90% - Rise time 10-90% <50 μs
Puissance DC DC: Power
- Précision - Accuracy <1% de la valeur nominale / <1% of rated value
Résistance DC DC: Resistance
- Précision - Accuracy
≤1% de la résistance max. + 0,3% du courant nominal /
≤1% of max. resistance + 0.3% of rated current
Achage / panneau de commande Display / control panel Achage graphique avec écran tactile / Graphics display with touch panel
Interfaces numériques Digital interfaces
- Intégrées - Built-in 1x USBType B pour communication / 1x USB type B for communication
1x GPIB (optionnelle avec l'option 3W) / 1x GPIB (optional with option 3W)
- Emplacement - Slot 1x pour modules interchangeables (modèles standards uniquement /
1x for retrottable plug-in modules (standard models only)
Interface analogique Analog interface Intégrée, isolée galvaniquement /
Built-in, galvanically isolated
- Gamme de signaux - Signal range 0...5V ou 0...10V (commutable) / 0...5V or 0...10V (switchable)
- Entrées - Inputs
U, I, P, R, contrôle à distance on-o, entrée DC on-o, mode résistance on-o /
U, I, P, R, remote control on-o, DC input on-o, resistance mode on-o
- Sorties - Output U, I, surtension, alarmes, tension de référence /
U, I, overvoltage, alarms, reference voltage
- Précision U / I / P / R - Accuracy U / I / P / R 0...10V: <0.1% 0...5V: <0.2%
Refroidissement Cooling Température contrôlée par ventilateurs (option : eau) / Temperature controlled fans (optional:
water)
Température d’utilisation Ambient temperature 0...50 °C
Température de stockage Storage temperature -20...70 °C
Bornes en face arrière Terminals on rear
- Entrée DC - DC input Bornier à vis / Screw terminal
- Bus Share & Sense - Share Bus & Sense Connecteurs 2 pôles & 4 pôles / Plug connector 2 pole & 4 pole
- Interface analogique - Analog interface Connecteur Sub-D 15 pôles / Sub-D connector 15 pole
Interfaces numériques - Digital interfaces Prise module 50 pôles ou GPIB 24 pôles, USB /
Module socket 50 pole or GPIB 24 pole, USB
Dimensions (L x H x P) Dimensions (W x H x D) 19“ x 3 HE/U x 670mm
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Charges électroniques DC programmables, réinjection / Programmable electronic DC loads, recovering
EA-ELR 9000 HP 5 kW - 15 kW
Modèle Puissance Tension Courant Résistance Rendement Poids Réf. de commande (1
Model Power Voltage Current Resistance Eciency Weight Ordering number (1
EA-ELR 9080-170 HP 0...5 kW 0...80V 0...170 A 0.02...25 Ω 92.5% ~18 kg 33200435
EA-ELR 9200-70 HP 0...5 kW 0...200V 0...70 A 0.1...150 Ω 93.5% ~18 kg 33200436
EA-ELR 9360-40 HP 0...5 kW 0...360V 0...40 A 0.3...520 Ω 93.5% ~18 kg 33200437
EA-ELR 9500-30 HP 0...5 kW 0...500V 0...30 A 0.5...1000 Ω 94.5% ~18 kg 33200438
EA-ELR 9750-20 HP 0...5 kW 0...750V 0...20 A 1.2...2200 Ω 94.5% ~18 kg 33200439
EA-ELR 9080-340 HP 0...10 kW 0...80V 0...340 A 0.01...13 Ω 92.5% ~25 kg 33200440
EA-ELR 9200-140 HP 0...10 kW 0...200V 0...140 A 0.05...75 Ω 93.5% ~25 kg 33200441
EA-ELR 9360-40 HP 0...10 kW 0...360 V 0...80 A 0.15...260 Ω 93.5% ~25 kg 33200442
EA-ELR 9500-60 HP 0...10 kW 0...500 V 0...60 A 0.25...500 Ω 94.5% ~25 kg 33200443
EA-ELR 9750-40 HP 0...10 kW 0...750 V 0...40 A 0.6...1100 Ω 94.5% ~25 kg 33200444
EA-ELR 9080-510 HP 0...15 kW 0...80V 0...510 A 0.006...10 Ω 92.5% ~32 kg 33200446
EA-ELR 9200-210 HP 0...15 kW 0...200V 0...210 A 0.033...50 Ω 93.5% ~32 kg 33200447
EA-ELR 9360-40 HP 0...15 kW 0...360 V 0...120 A 0.1...180 Ω 93.5% ~32 kg 33200448
EA-ELR 9500-90 HP 0...15 kW 0...500 V 0...90 A 0.16...340 Ω 94.5% ~32 kg 33200449
EA-ELR 9750-60 HP 0...15 kW 0...750 V 0...60 A 0.4...740 Ω 94.5% ~32 kg 33200450
EA-ELR 91000-40 HP 0...15 kW 0...1000V 0...40 A 0.8...1300 Ω 94.5% ~32 kg 33200451
EA-ELR 91500-30 HP 0...15 kW 0...1500V 0...30 A 2.5...3000 Ω 94.5% ~32 kg 33200452
(1 Référence de commande de la version de base, les références des modèles avec l‘option 3W installée seront diérentes / Ordering number of the base version, models with option 3W installed have dierent ordering numbers
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