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antriebstechnik 7/2016

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STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 03 Der Antrieb konnte 1:1 ausgetauscht werden, weil er nicht mehr Platz beansprucht als ein drehzahlgeregelter Asynchronmotor 04 Der vorhandene Umrichter (links) wird weiter genutzt und erhielt lediglich eine neue Software konzept an Gardner Denver heran. Das Un ter nehmen hatte zu jenem Zeitpunkt Synchron reluktanzmotoren zur Serienreife entwickelt, die mit höherem Wirkungsgrad arbeiten als die konventionellen Drehstrommotoren. Sie sind in die Effizienzklasse IE4 eingestuft und können in Verbindung mit herkömmlichen ABB-Umrichtern eingesetzt werden. Keiner will der erste sein Bei der Markteinführung solcher Innovationen steht jeder Anlagenhersteller vor dem gleichen Dilemma: Viele Anwender möchten energiesparende neue Technik nutzen, aber keiner will „Versuchskaninchen“ sein, zumal in diesem Stadium auch noch keine Vergleichswerte aus der Praxis vorliegen, der Nutzen also noch nicht offenkundig ist. Aus dieser Situation entstand die gemeinsame Idee: Es gibt ein neues energiesparendes Antriebskonzept für Rotationsverdichter. Es gibt einen Hersteller von Verdichtern, der das Konzept nutzen möchte. Und es gibt einen sehr aktiven und kritischen Anwender. Warum sollte man in dieser Konstellation nicht einen Praxistest fahren, von dem alle Beteiligten profitieren? Diese Idee wurde in die Tat umgesetzt. Die Betriebsparameter des neuen Verdichters bei Verallia (mit „altem“ Antrieb) wurden über mehrere Monate exakt erfasst. Dann erfolgte die Umrüstung auf den Synchronreluktanzmotor, und die Messungen wurden fortgesetzt. Das Ergebnis ist ein Vergleich beider Antriebssysteme unter exakt identischen Bedingungen. Und es ist besser als die „Papierform“ vermuten ließ. Henrik Bräutigam, ABB Automation Products: „Der rechnerische Vorteil des Wirkungsgrades eines IE4-Reluktanzmotors gegenüber einem drehzahlgeregelten IE3-Motor liegt bei 0,8 %. Diesen Wert geben wir in unseren Unter lagen an. Die Messungen ergaben jedoch eine Verbesserung des Wirkungsgrades um 1,5 %.“ Vorteile sprechen für Synchronreluktanzmotor Der geringere Energieverbrauch ist nicht der einzige Vorteil des neuen Antriebs. Henrik Bräutigam: „In der Synchron maschine entsteht beim Betrieb kein Schlupf. Das bedeutet, dass der Motor und mit ihm die ganze Maschine ruhiger läuft. Der Rotor erzeugt keine Verluste, und es entsteht weniger Abwärme. Das ist gerade bei Kompressoren ein wichtiger Faktor, weil Wärme den Lagerverschleiß fördert. Deshalb rechnen wir auch mit verlängerten Wartungsintervallen der Verdichter lager.“ 05 Die Protagonisten des Vergleichstests von links nach rechts: Bernd Haas, Siegfried Heinrich und Henrik Bräutigam Außerdem läuft der Motor nur im Teillastbetrieb mit 80 – 85 % der Volllast. In diesem Bereich ist der Wirkungsgrad des Reluktanzmotors am besten – und der Verschleiß infolgedessen gering, weil der Motor nie an seinen Leistungsgrenzen gefahren wird. Ein weiterer großer Vorteil der Synchronreluktanzmotoren ist die kompakte Bauweise: Die Schlosser bei Verallia in Bad Wurzach konnten die Antriebe 1:1 austauschen, der neue Antrieb passte in die vorhandene Schallschutzhaube. Daher können die Anwender von Gardner Denver Wittig-Ro tationsverdichtern auch ihre älteren drehzahlgeregelten Maschinen, die noch mit IE1- und IE2-Motoren ausgestattet sind, auf höhere Effizienz trimmen und mit einem Reluktanzmotor nachrüsten. Auf der steuerungstechnischen Seite bereitet das ebenfalls keine Probleme: Auf den vorhandenen ABB-Umrichter muss nur ein neues Programm aufgespielt werden. Überzeugter Pilot-Anwender Der Vergleichstest war für ABB und Gardner Denver aufschlussreich: Mit einem Amortisationszeitraum deutlich unter zwei Jahren ist der Synchronreluktanzantrieb eindeutig eine wettbewerbsfähige Alternative zum bekannten Asynchronmotor. Der Test hat auch die Verantwortlichen bei Verallia überzeugt. Der nächste Rotationsverdichter für das Werk Bad Wurzach ist bereits bestellt und wird zurzeit in Schopfheim gefertigt. Selbstverständlich ist er mit einem IE4-Synchronreluktanzmotor von ABB ausgestattet. www.abb.de ww.wittigsystems.de 22 antriebstechnik 7/2016

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Volle Kontrolle per Plug and Play Der Schrittmotor-Controller JXC91 von SMC ist für die vernetzte Fertigung gemacht: In Ethernet/IP-Netzwerken lassen sich damit Antriebe direkt ansteuern. Mit dem Dual-Port-In/Out-Anschluss lässt sich der Controller in eine Device Level Ring- und in eine Linientopologie integrieren. In viele SPS-Systeme lässt er sich quasi per Plug and Play anschließen und kommuniziert direkt mit 10/100 Mbps. Der Temperatureinsatzbereich reicht von 0 bis 40 °C. Die Luftfeuchte sollte 90 % nicht überschreiten. Eingesetzt wird das Modell bereits z. B. in einer Etikettiermaschine für PET-Flaschen, in der fünf Controller je einen elektrischen Antrieb steuern. Je zwei Antriebe sind zu einem Set verbunden. Sie saugen die Etiketten links und rechts synchronisiert an und kleben sie dann oben und unten auf die PET-Flaschen. Ein fünfter Schrittmotor dient der Fixierung der Flaschen am Boden. www.smc.de Sicherheit von Servoantrieben zertifiziert Die funktionale Sicherheit in den Servoantrieben der Serie CDHD aus dem Hause Servotronix wird mit der Safe Torque-Off-Funktion (STO) zur sicheren Abschaltung des Drehmoments realisiert. Diese Funktion deaktiviert die Ausgänge des Antriebs, sodass kein Drehmoment im Motor erzeugt und die Maschine gegen unerwartetes Anlaufen oder Stoppen geschützt wird. Nun hat der Hersteller für seine Antriebe dieser Serie mit 120/240 VAC und STO-Funktion die SIL 3/PL e Cat.4-Zertifizierung gemäß IEC 61800-5-2 erhalten. Sie erfüllen die Anforderungen gemäß DIN EN 61508 bis einschließlich Safety Integrity Level SIL 3 sowie die Anforderungen gemäß DIN EN ISO 13849 für Category 4 und Performance Level e. Das bedeutet, dass Maschinen mit ihnen mit größtmöglicher Sicherheit ausgelegt werden können. www.servotronix.com Automatisierungsplattform für die Fabrik der Zukunft Parker Hannifin bietet mit einer Automatisierungsplattform die für Industrie 4.0-Anwendungen erforderliche Durchgängigkeit von der Leit- bis zur Aktorebene. Zentrale Bausteine der auf offene Ethernet-Kommunikationsstandards ausgelegten Plattform sind die Automatisierungssteuerung PAC (Programmable Automation Controller) und der Servoantriebsregler der Baureihe PSD. Der PAC ist ein Mehrachs-Motion-Controller, der die Eigenschaften einer SPS mit einer Motion-Control-Steuerung, Robotik und Visualisierung verbindet. Er ermöglicht Anwendungen ohne Schnittstellenmanagement auf nur einer Steuerungsplattform. Offene Schnittstellen erlauben die Einbindung in horizontale Kommunikationsstrukturen. www.parker.com Für Sie immer in Bewegung! Ist keine STADTvilla - macht trotzdem glücklich. BRECObasic ® - Einfach. Gut. Sicher. kagado.de Mehr Informationen unter www.breco.de/basic BRECO ist Mitglied in der Mulco Europe EWIV Der BRECObasic ® - Einfach. Gut. Sicher. Die preisattraktive Zahnriemen-Lösung für Ihren Antrieb.

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