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antriebstechnik 3/2018

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UMRICHTERTECHNIK Für

UMRICHTERTECHNIK Für den richtigen Dreh Softstarter oder Frequenzumrichter? – Was ist wann die beste Wahl? Der effiziente Betrieb von Elektromotoren wird zunehmend wichtiger, denn neben einem problemlosen Ablauf spielen auch Umweltvorschriften sowie Energiekosten eine bedeutende Rolle. Um alle Aspekte richtig einschätzen zu können, stehen Anwender häufig vor der Herausforderung, sich für die beste Technologie zur Drehzahlregelung eines Motors zu entscheiden. Zur Wahl stehen sowohl Softstarter als auch Frequenzumrichter – doch für welche Anwendung eignet sich was? Die Entscheidung zwischen Frequenzumrichtern und Softstartern ist oftmals nicht einfach und die Anwender müssen eine Reihe von Faktoren beachten, damit eine effektive Steuerung der eingesetzten Motoren sichergestellt werden kann. Zu den Faktoren, die es zu beachten gilt, zählen neben der Art der Anwendung auch mechanische Anforderungen an das System sowie die Kosten. Auch sollten die Einhaltung der Normen, die Zuverlässigkeit des Antriebssystems sowie die Verbesse­ Johannes Schwenger ist Leiter Produktmanagement Antriebssysteme Niederspannung und Mittelspannung Europa bei der WEG Germany GmbH in Kerpen rung der Energieeffizienz mit in den Entscheidungsprozess einbezogen werden. Die Anwendung entscheidet Ob sich der Einsatz von Softstartern oder Frequenzumrichtern lohnt, sollte anwendungsspezifisch entschieden werden. Geht es um eine Anwendung mit hohen Leistungen, stellt ein Softstarter oftmals die wirtschaftlichere Lösung dar, falls hierbei keine durchgängige Steuerung von Beschleunigung, Drehmoment und Drehzahl benötigt wird. Weitere Vorteile liegen in der Kompaktheit der Softstarter, wodurch sie sich als platzsparend erweisen, sowie deren geringe Anschaffungskosten. Vor allem diese Aspekte sind der Grund, warum Softstarter in vielen Branchen und Einsatz gebieten so beliebt sind. Im Gegensatz dazu stellt ein Frequenzumrichter zwar zunächst die teurere Option dar, bewirkt jedoch auf lange Sicht eine deutlich größere Senkung der Energiekosten, falls der Produktionsprozess variable Verfahrensparameter voraussetzt. Er unterstützt Anwender dabei, die EU-Effizienzvorschriften einzuhalten, und ermöglicht über die Lebenszeit einer Anlage enorme Einsparungen bei den Betriebskosten durch einen wesentlich niedrigeren Energieverbrauch. Ein weiterer Vorteil, der für die Wahl eines Frequenzumrichters spricht, ist die Möglichkeit der Drehzahlregelung mit einer gleichmäßigen Beschleunigung im gesamten Betriebsbereich des Motors. Der Motor kann dadurch ein hohes Drehmoment nicht nur während des Hochlaufs, sondern auch bei allen Drehzahlen liefern. 30 antriebstechnik 3/2018

UMRICHTERTECHNIK Variable Drehzahlregelung vs. kontrollierte Beschleunigung Ob sich der Einsatz von Softstartern oder Frequenzumrichtern lohnt, sollte anwendungs spezifisch entschieden werden. Johannes Schwenger proportional über den Umrichter und frequenzunabhängig mithilfe eines Softstarters. Diese Spannungsreduktion im Vergleich zum DOL Start sorgt für einen sanften, drehmomentkontrollierten Motoranlauf. Der Unterschied zwischen den beiden Technologien liegt in der Art der Motoransteuerung. Einsatz Softstarter Softstarter eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen eine kontrollierte, drehmomentgegrenzte Motorbeschleunigung bis auf die Nenndrehzahl notwendig ist. Durch den Einsatz von Leistungshalbleitern wie Thyristoren, die für eine Ab senkung der Spannung während des Hochlaufprozesses an den Motorklemmen sorgen, begrenzen Softstarter durch abgesenkte Motorspannung den Einschaltstrom und damit auch das Einschaltmoment. Hierdurch reduzieren sie die Momentbelastungen des mechanischen Antriebsstrangs im Vergleich zum direkten Einschalten und unkontrollierten Hochlaufen des Motors. Durch eine stetige Steigerung der Spannung an den Motorklemmen ermöglicht ein Softstarter eine kontrollierte Beschleunigung bis auf die Nenndrehzahl. Zu den Anwendungen zählen daher z. B. Förderbänder, Riemenantriebe und Roll­ Das Hochlaufen eines Drehmotors auf seine Betriebsdrehzahl bei voller Netzspannung hat einen hohen Einschaltstrom zur Folge. Da sich das Drehmoment von Drehstromasynchronmotoren grundsätzlich analog der Motoranlaufkurve einstellt, können während des Anlaufes Dreh momentüberhöhungen auftreten, die Komponenten im mechanischen Antriebsstrang lebensdauerverkürzend beeinflussen und schlussendlich zu vorzeitigen Schäden führen. Sowohl Softstarter als auch Frequenzumrichter können das verhindern und zum Schutz hochwertiger Anlagen sowie zur Verlängerung der Lebensdauer von Elektromotoren und mechanischen Komponenten wie Kupplungen und Lager der Arbeitsmaschine eingesetzt werden. Möglich macht dies in beiden Fällen das Absenken der Motorklemmenspannung, frequenztreppen. Diese erfordern eine stetige stufenlose Drehzahlsteuerung und eine Drehmomentbegrenzung beim Anfahren und Anhalten. Gerade beim Starten großer Motoren müssen die hohen Einschaltströme begrenzt werden, um Rückwirkungen mit dem Stromnetz zu vermeiden. Der Softstarter verhilft den Motoren in diesen Anwendungen zu einem kontrollierten Start und vermeidet Drehmomentspitzen sowie weitere mechanische Belastungen, die bei einem normalen Hochfahren der Geräte oftmals auftreten. Zudem eignen sich Softstarter auch als Begrenzer bei Druckwellen oder Wasserhämmern, die zu starken Erschütterungen in Rohrleitungen oder Anlagen führen können. Schlag artige Änderungen der Durchflussgeschwindigkeit werden vermieden. Einsatz Frequenzumrichter Der Frequenzumrichter kommt hingegen dann zum Einsatz, wenn eine permanente Drehzahlregelung benötigt wird. Zu dieser Art von Anwendung zählen bspw. Lüfter, Pumpen oder Kompressoren, für die eine Reihe von allgemeinen Drehzahlaffinitätsgesetzen gilt. Im Gegensatz zum Softstarter wandelt der Frequenzumrichter die stationäre Netzfrequenz und Netzspannung in eine variable frequenzproportionale Ausgangsspannung um, wodurch er sowohl beim Beschleunigen und Verzögern als auch bei Betriebszuständen mit konstanter oder variabler Drehzahl zuverlässig arbeitet. TOP TECHNOLOGY MADE IN GERMANY HIGH SPEED DRIVES Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen bis 432 kVA bzw. Drehzahlen bis 480.000 1/min WWW.SIEB-MEYER.DE DU_sum_anz_highspeed_SD2S_185x90_antriestechnik3.indd Sieb+Meyer_NEU.indd 1 1 05.02.2018 26.01.18 10:42:22 12:37 antriebstechnik 3/2018 31

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