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antriebstechnik 4/2021

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antriebstechnik 4/2021

FREQUENZUMRICHTER

FREQUENZUMRICHTER FREQUENZUMRICHTER FÜR DIE PERFEKTE REINIGUNG VON AUTOS In einer Aachener Premium-Autowaschanlage tragen rund 80 Frequenzumrichter zu Glanz und Sauberkeit bei. Um die Fahrzeuge innerhalb weniger Minuten auf einem hohen Niveau zu säubern, ist geballte Automatisierung und Technik nötig. Je zwei Spuren für die Außen- und Innenreinigung stehen in der Autowaschanlage von Mr. Wash in Aachen zur Verfügung. Die Kunden fahren ihre Wagen bei beiden Anlagenteilen auf Förderbänder, die über Elektromotoren und Frequenzumrichter mit 22 kW angetrieben werden. Neben diesem Hauptantrieb sind zahlreiche weitere Systeme im Einsatz, die ebenfalls über Frequenzumrichter angesteuert werden. Insgesamt arbeiten in dieser Waschstraße rund 80 Frequenzumrichter der Baureihen FR-E700 und FR-F800 von dem Antriebsspezialist Mitsubishi Electric, um alle Elektromotoren und Pumpen elektrisch zu versorgen. Diese Geräte stellen im Bereich der Außenreinigung u. a. die Leistung für die manuell betriebenen Hochdruck-Wasserstrahler zur Verfügung, welche bei der Einfahrt in die Waschstraße für die erste Grobreinigung erforderlich sind. Die Fahrzeuge werden danach auf dem Transportband in die sog. Lappenzone befördert, wo zahlreiche, derzeit noch von Hydraulikmotoren bewegte Waschwalzen dafür sorgen, dass Karosserie, Felgen und Scheiben von jeglichem Schmutz befreit werden. Peter Stiefenhöfer ist freier Redakteur aus Olching In der anschließenden Spülzone werden der verbliebene Dreck sowie der zuvor aufgebrachte Reinigungsschaum per Hochdruckwasserstrahl von den Autos gewaschen. Die dafür benötigten Pumpen werden ebenfalls von Frequenzumrichtern gesteuert. RADIALGEBLÄSE BENÖTIGT GROSSTEIL DER ENERGIE Der letzte Schritt der Außenreinigung findet in der Trocknerkabine statt, wo die Fahrzeuge mit kalter und zur besseren Trocknung auf Kundenwunsch zusätzlich mit heißer Luft getrocknet werden. Der dafür erforderliche Luftstrom wird über große Radialgebläse erzeugt, die über Frequenzumrichter von Mitsubishi Electric mit je 15 kW Leistung angesteuert werden. Dieser Teil der Anlage verursacht mit rund 60 % den Großteil des gesamten Energieverbrauchs der Waschstraße, denn die meiste Leistung wird in einer solchen Anlage dort benötigt, wo Luft bewegt wird. Energieeinsparungen sind daher vor allem bei den Trocknergebläsen sowie den Saugeranlagen für die Innenreinigung möglich. Durch den intelligenten Einsatz von Frequenzumrichtern konnte der Energieaufwand um rund 25 bis 30 % reduziert werden. 46 antriebstechnik 2021/04 www.antriebstechnik.de

UMRICHTERTECHNIK 01 Die Frequenzumrichter steuern Elektromotoren und Pumpen, darunter auch Hauptantriebe für die Förderbänder und Pumpen für die Hochdruck- Wasserstrahler 01 02 02 Dr. Raoul Enning (Bild links) und Klaus Butscheid diskutieren weitere Optimierungsmöglichkeiten Wie diese Einsparungen realisiert werden konnten beschreibt Klaus Butscheid, Geschäftsführer der Firma KBI-Vertrieb.DE, die sich als Systempartner sowohl von Mitsubishi Electric als auch von Mr. Wash schon seit Jahren für die technische Realisierung der Waschstraßen verantwortlich zeichnet: „Alle Waschbürsten und Gebläse im Bereich der Außenreinigung sollten nur dann laufen, wenn tatsächlich ein Fahrzeug gereinigt oder getrocknet wird. Sobald ein Auto bspw. einen Gebläsebereich in der Trocknung verlassen hat, macht es aus energetischer Sicht Sinn, dass der jeweilige Motor austrudelt und erst dann wieder anfährt, wenn das nächste Fahrzeug in seinen Bereich kommt. Um dies effizient tun zu können, wurde eine Fangfunktion entwickelt, wodurch jeder Umrichter die Drehzahl des zugehörigen austrudelnden Motors erkennt, diese aufnimmt und den Motor für den nächsten Einsatz wieder rechtzeitig auf die entsprechende Betriebsdrehzahl hochfährt.“ EFFIZIENZ DANK RÜCKSPEISEEINHEIT Mitsubishi Electric hat für derartige Aufgaben erst kürzlich eine neue Generation von Rückspeiseeinheiten mit der Bezeichnung FR-XC vorgestellt. Umrichter und Rückspeisung sind in diesen neuen Geräten getrennt und nicht mehr in einem Gehäuse realisiert, was die Flexibilität für den Anwender erhöht. Derzeit prüfen KBI und Mr. Wash, ob diese Rückspeiseeinheiten in bestehenden Waschstraßen nachgerüstet werden. WIRTSCHAFTLICHKEIT ERHÖHT „Die Energiekosten unserer Waschstraßen stellen den größten Ausgabenblock dar. In diesem kostenintensiven Bereich 25 bis 30 % einzusparen erhöht unsere Wirtschaftlichkeit natürlich enorm. Zudem schonen die Umrichter alle Motoren in diesen Anlagen durch eine sanfte Anlauf- und Stopphase und ermöglichen dadurch eine längere Lebensdauer“, sagt Mr. Wash-Geschäftsführer Dr. Enning. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist zudem die Skalierbarkeit der Anlage: Ganz gleich, ob die Waschstraße gering oder voll ausgelastet ist, die eingesetzten Umrichter und Motoren müssen immer die erforderliche Leistung liefern. So muss z. B. jeder einzelne Sauger im Bereich der Innenreinigung unabhängig von der Anzahl der gerade benutzten Saugstationen immer eine ausreichende Saugkraft bereitstellen. WEITERE VORTEILE DER FREQUENZUMRICHTER Um die benötigte Leistung jedes einzelnen Motors zu gewährleisten, arbeiten die Frequenzumrichter mit einer PID-Regelung. Damit soll es möglich sein, jederzeit die erforderlichen Drücke in allen Saugeranlagen und Wasserleitungen zu erzeugen, unabhängig davon, wie viele Autos zur selben Zeit gesaugt oder durch die Wasch straße gefahren werden. Die Frequenzumrichter bieten hier den großen Vorteil, dass sie die erforderliche Leistung unabhängig von der Auslastung jederzeit sicher zur Verfügung stellen. Die Programmierung oder Anpassung einzelner Anlagenteile übernehmen bei Bedarf Mr. Wash-Geschäftsführer Dr. Raoul Enning und seine Kollegen. Dabei ist die zugehörige Oberfläche zur Bedienung und Programmierung der Frequenzumrichter intuitiv bedienbar. Aufgrund des hohen Wassereinsatzes, der daraus resultierenden hohen Luftfeuchtigkeit und der Verwendung verschiedener Reinigungschemikalien bei der Außenreinigung ist Schutzklasse IP67 für alle Anlagenteile unumgänglich. Fotos: Mitsubishi Electric Europe B.V. de3a.mitsubishielectric.com DIE IDEE „Unser Anspruch war es umweltgerechter zu agieren und den Energieverbrauch/Installationsaufwand der Anlagen zu reduzieren. Dieses Ziel haben wir dank der umrichtergesteuerten Elektromotoren erreicht, die gegenüber unseren herkömmlichen ölbasierten Motoren in allen Punkten bis zu 30 % bessere Werte bzw. Einsparungen erbringen. Wir sind sehr zufrieden mit dem Ergebnis und haben deshalb bereits die nächsten spannenden Schritte eingeleitet.“ Dr. Raoul Enning, Geschäftsführer, Mr. Wash Autoservice AG www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/04 47

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