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Antriebstechnik

Antriebssysteme sicher überwachen durch Differenzstrommessung

| Autor / Redakteur: Falko Wiehle / Dr. Jörg Kempf

Die Differenzstromüberwachung ist auf einem passenden Montagehalter vor dem Netzanschluss des Frequenzumrichters positioniert.
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Die Differenzstromüberwachung ist auf einem passenden Montagehalter vor dem Netzanschluss des Frequenzumrichters positioniert. (Bild: Danfoss)

Um Anlagenstörungen noch stärker zu verringern als bislang möglich, hat Danfoss zusammen mit der Firma Bender ein Modul zur Erfassung von Differenzströmen entwickelt. Betreiber stellen damit die Überwachung des kompletten Antriebssystems ab Eingangsklemmen des Frequenzumrichters bis hin zum Motor sicher und erschließen sich neue Möglichkeiten zur Überwachung und vorbeugenden Instandhaltung.

Seit 15 Jahren sind sie in vielen Industriebereichen auf dem Vormarsch: Frequenzumrichter verringern den Energieverbrauch in Produktionsprozessen überall dort, wo Antriebe eingesetzt werden. Doch Energieeffizienz ist nicht alles. Moderne, intelligente Frequenzumrichter helfen Anlagenbetreibern auch dabei, die Produktqualität zu optimieren und die Lebensdauer der Produktionsmittel zu verlängern. Die Datenerhebung aus vielen Messpunkten sowie die Rückmeldungen aus Geräten und Frequenzumrichtern bieten eine Vielfalt an Möglichkeiten, um einen reibungslosen Betrieb sicher zu stellen.

Weiteres Potenzial steckt im Bereich der permanenten Überwachung und vorbeugenden Instandhaltung. Ein Beispiel ist die Überwachung des Zustandes von Antriebssträngen. Besondere Bedeutung gewinnt dies, wenn raue Umgebungsbedingungen herrschen, gleichzeitig aber die unbedingte Verfügbarkeit bestimmter Antriebe sichergestellt werden muss. Aus diesem Grund wird meist bei größeren Antrieben teils hoher Aufwand betrieben, um typische Parameter wie Motor- und Lagertemperaturen sowie deren Schwingungen zu überwachen. In einigen Fällen helfen zusätzlich Isolations- und Differenzstromüberwachungen, um rechtzeitig auf sich anbahnende Störungen hinzuweisen.

Bei kleineren Antrieben wird dieser Aufwand allerdings seltener betrieben. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Zusätzliche Messsysteme sind bislang meist teuer in der Anschaffung. Installation und Einbinden in die Prozesssteuerung sind ebenfalls mit teils spürbaren Kosten verbunden. Zudem ist für die Einrichtung und Betreuung oft ein Spezialist erforderlich. Die Frage nach Aufwand und Risiko wird dann schnell gestellt. Diese Überwachungslücke soll eine Option zur Erfassung von Differenzströmen schließen, die Danfoss zusammen mit der Firma Bender entwickelt hat.

Installation leicht gemacht

Die Zielsetzung bei der Entwicklung des Differenzstrom-Überwachungsgerätes war vielfältig, soll doch die Installation schnell und einfach möglich sein, aber eben auch die Überwachung des kompletten Antriebssystems ab Eingangsklemmen des Frequenzumrichters bis hin zum Motor sicherstellen.

Die Nachrüstung mit geringem Aufwand stand ebenso auf der Liste wie der Verzicht auf Einstellungen am Messsystem. Und: Universell soll es sein – alle Spannungsbereiche bis 690 V sollen abgedeckt werden können, ohne Rücksicht auf die Netzform nehmen zu müssen. Die einfache Installation und Nachrüstbarkeit warf Fragen auf, wie die Spannungsversorgung zu realisieren ist und wo die Messwerte angezeigt werden können. Zusätzlich ist auszuschließen, dass insbe-sondere beim Einsatz in IT-Netzen sich die Messtechnik mehrerer Geräte gegenseitig beeinflusst.

Was die besondere Herausforderung bei einem solchen Messsystem ist, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

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