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Frequenzumrichter

Energieverbrauch von Antrieben minimieren

26.09.2009 | Redakteur: Juliana Schulze

Getriebebau Nord bietet mit anwendungsspezifisch abgestimmten Energiesparkonzepten Kunden und Anwendern ein Plus in punkto Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit.

Sparen wird derzeit in allen Industriebranchen groß geschrieben – viele Anwender versuchen, den Energieverbrauch von Antrieben zu minimieren. Statt die Verbrauchsoptimierung einzelner Elektromotoren in den Mittelpunkt zu stellen, sollten darüber hinaus Antriebslösungen jedoch auch als ganzheitliche Systeme betrachtet werden. Mit anwendungsspezifisch abgestimmten Energiesparkonzepten leistet dies der Antriebsexperte Getriebebau Nord und bietet so Kunden und Anwendern ein Plus in punkto Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit. Zu den eingesetzten Technologien zählen Netzrückspeisung, automatische Magnetisierungsanpassung, Kupferläufer-Motoren, 87 Hz-Betrieb und Zwischenkreiskopplung.

Überschüssige Energie weiter nutzen

Wenn Bewegungen von Maschinen immer wieder oder regelmäßig abgebremst werden müssen, wird bei konventionellen Frequenzumrichter-Anwendungen die freigesetzte Bremsenergie nicht genutzt, sondern über Widerstände in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben. Eine effektivere und ökologischere Lösung sind Antriebe, die überschüssige Energie durch die Kopplung von Zwischenkreisen oder durch Netzrückführung weiter nutzen. Über eine Rückspeiseeinheit können andere Komponenten in der Anlage gespeist werden; im DC-Zwischenkreis kann generierte Energie sogar direkt ohne Verluste von den zusammengeschlossenen Einheiten verbraucht werden. Der Strombedarf, der aus dem Versorgungsnetz gedeckt werden muss, verringert sich so unterm Strich. Sparen lässt sich daneben auch durch intelligente Regelung. Frequenzumrichter halten beim Betrieb von Asynchronmotoren über den Drehzahlbereich die zur Abgabe des vollen Drehmoments erforderliche Magnetisierung im Motor aufrecht – dies erzeugt bei Teillasten unnötige Verluste. Die Frequenzumrichter der Baureihen SK 200E, SK 500E und SK 700E von Nord können diese Magnetisierung ressourcenschonend automatisch reduzieren, sobald der Motor nur mit Teillast betrieben wird. Damit können Kunden bis zu 30 Prozent Energie einsparen. Asynchronmotoren können am Frequenzumrichter mit höheren Ausgangsfrequenzen als am Netz betrieben werden, und so ihren Wirkungsgrad steigern. So können Motoren mit 230 V/400 V-Stern-Dreieckwicklung zusammen mit einem 400 V-Umrichter in Dreieckschaltung bis 87 Hz betrieben werden, wodurch sich der Motor mit höherer Drehzahl bis 87 Hz bei Nennmoment betreiben lässt. Die Frequenzerhöhung bewirkt bis etwa 100 Hz eine Wirkungsgradsteigerung des Motors um bis zu 5 Prozent.

Kupfer im Rotorkurzschlusskäfig

Für Motoren hat das Unternehmen auch hinsichtlich der Werkstoffe neue Konzepte entwickelt. Statt Aluminium im Rotorkurzschlusskäfig wird dafür Kupfer eingesetzt. Durch den geringeren ohmschen Widerstand von Kupfer lassen sich mit diesem Material bei gleicher Baugröße sparsamere Motoren realisieren. Andersherum kann bei gleicher Effizienz die Leistung gesteigert werden, ohne die Bauform zu vergrößern – so können stärkere Motoren leichter in enge Einbauräume eingepasst werden. Eine noch deutlichere Steigerung der Leistungsdichte bei gleichzeitig sehr hoher Effizienz lässt sich mit einem optimierten Synchronmotor mit hochwertigen Permanentmagneten auf der Läuferseite erreichen. Auch solche Systeme sowie die dafür erforderlichen besonderen Regelungsverfahren stellt das Unternehemn als energieeffiziente Systemlösungen bereit.

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