Antriebstechnik

Antriebstechnik

Direkte und verlustfreie
Energierückgewinnung

Rund zwei Drittel des industriellen Stromverbrauchs entfallen auf elektromotorisch angetriebene Maschinen und Anlagen. Intelligente Antriebstechnik mit Diagnose- und Kommunikationsfähigkeiten sowie die Auswertung und Verarbeitung von Messwerten und Signalen zur Prozesssteuerung werden in Zukunft für Maschinenbauer und Anwender immer wichtiger.
Um durchschnittlich 12,9% haben sich die Industriestrompreise 2013 erhöht, wie der Strompreisvergleich des Bundesverbandes der Energieabnehmer zeigt. Der Stellenwert der Energieeinsparung im Maschinen- und Anlagenbau nimmt seit einigen Jahren zu und damit auch die Verbreitung von energieeffizienten Motoren und Getrieben mit hohen Wirkungsgraden. Die Energieeffizienz von Produktionsanlagen beschränkt sich aber nicht nur auf den Einsatz derartiger Komponenten. Es ist noch wichtiger sowohl die Gesamtheit aller energieeffizienten Möglichkeiten als auch die Produktionsprozesse zu berücksichtigen. Das Energy-Recovery-System (ERS) von MSF-Vathauer ist Teil einer solchen Konzeption und fokussiert auf die Rückgewinnung elektrischer Energie die bei dynamischen Bewegungen (z.B. Regalbediengeräte) durch den generatorischen Betrieb des Antriebes entsteht.

Ungenutztes Potenzial

Gemäß Branchenuntersuchungen werden etwa 12% der in der deutschen Industrie installierten Motorleistung mit energiesparender elektronischer Drehzahlregelung betrieben. Aber selbst bei diesen 12% wird das vorhandene Potenzial noch nicht vollständig genutzt. Untersuchungen zeigen, dass besonders bei Anwendungen mit hoher Schalthäufigkeit der Antriebe ein großes Energie- und Kosteneinsparungspotential brach liegt: Bremsen bedeutet heute nämlich auch hier immer noch vielfach Energieverschwendung. Nicht zuletzt durch die immer weiter steigenden Energiekosten gibt es Überlegungen die freiwerdende Bremsenergie in Anlagen innerhalb des Geräts ins Versorgungsnetz einzuspeisen. Wirkungsgradoptimierende Maßnahmen für elektrische Antriebe für Anwendungen im Start/Stop-Betrieb sind daher sinnvoll und notwendig. Neue Regelungs- und Steuerungskonzepte sowie Monitoring- und Diagnosefunktionen sollen den energieeffizienten Betrieb elektrischer Antriebe optimieren und voranbringen. Großes Energieeinsparpotenzial liegt in den Verfahren der Energierückspeisung in diesem Anwendungsbereich. So kann z.B. durch Speicherung von Bremsenergie die Energie zurück gewonnen werden.

Generatorische Energie nutzen

Beim Betrieb elektrischer Anlagen entsteht generatorische Energie, wenn der betriebene Motor schneller läuft als sein treibendes Netz. Dies ist dann der Fall, wenn schwere Lasten dynamisch abgebremst werden müssen. Bislang war eine direkte Nutzung der zurückfließenden Energie ohne Verluste nicht möglich. Stattdessen wurde in der Regel zurückfließende Energie über einen am Frequenzumrichter angeschlossenen Bremswiderstand in Wärme umgewandelt. Das verursacht ein Aufheizen der Umgebung, sodass Schaltschränke oder weitere Anlagenstrukturen durch entsprechende Klimageräte klimatisiert werden müssen. Andere Lösungen sammeln die überschüssige Energie und geben diese dann bei Bedarf mit geringen Wirkungsgraden wieder ab. Das neue Energy-Recovery-System bereitet überschüssige elektrische Energie auf und speist sie direkt und ohne Zwischenspeicherung in die Anlage wieder zurück. Das System kann neben dem Einsatz in Neuanlagen auch im Bestand eingesetzt werden, um über den Grundgedanken vorhandener EU-Richtlinienverordnungen für Elektromotoren hinauszugehen. Nicht nur einzelne Komponenten finden Berücksichtigung, sondern die ganzheitlichen Produktionsanlagen werden betrachtet. Mit diesem Ansatz können Alt- und Bestandsanlagen energetisch ganzheitlich saniert werden. Die Nachrüstung geschieht dabei vollständig rückwirkungsfrei, sodass die Anlagenbetreiber, das Instandhaltungspersonal oder der Anlagen- und Maschinenhersteller keinerlei nennenswerte Umbaumaßnahmen an Bestands- oder Altanlagen vornehmen müssen.

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MSF-Vathauer Antriebstechnik GmbH & Co. KG
www.msf-technik.de

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