Nord: Betriebskosten senken

Klaus Ströhlein

Nach einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Systemtechnik und Innovationsforschung aus dem Jahre 1997 entfallen ca. 57% des gesamten Energieverbrauchs in den alten Bundesländern auf Elektromotoren; davon sind etwa 25% Drehstrommotoren der Leistungsklasse 0,75 bis 7,5 kW. Viele Hersteller dieser Motoren konzentrierten bisher ihr Augenmerk auf eine rationelle Fertigung und einen minimierten Materialaufwand, also auf eine Kostenoptimierung, die sich in günstigen Anschaffungspreisen niederschlägt. Einschränkungen hinsichtlich eines optimierten Wirkungsgrades wurden dabei in Kauf genommen. Deshalb ergeben sich bei den Drehstrommotoren der oben genannten kleinsten Leistungsklasse riesige Einsparpotentiale. Vor diesem Hintergrund wurden die Nord-Energiesparantriebe entwickelt, die aus folgenden drei Elementen bestehen:

• Energiesparmotor,

• Hochwirkungsgradgetriebe und

• vektorgeregelten Nordac-Frequenzumrichter.

Kernstück der Nord-Antriebsbaureihe sind Energiesparmotoren der Leistungsklasse 0,75 bis 7,5 kW mit optimiertem Wirkungsgrad.

In Nordamerika schreibt der Energy Policy Act (EPACT) hohe Wirkungsgrade für Drehstrommotore vor. Einige Länder, beispielsweise Kanada, wenden diese Vorschrift auch auf Getriebemotoren an. Die Nord-Energiesparmotore erfüllen die EPACT-Vorschrift in vollem Umfang. Besonders im Teillastbereich haben sie einen deutlich besseren Wirkungsgrad als Standardmotoren. Zudem erwärmen sie sich weniger stark, was sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Gegenüber Motoren in Normalausführung zeichnen sich die Nord-Energiesparmotoren durch eine hohe Überlastreserve aus.

Ein weiteres Element der Nord-Energiesparantriebe sind verschiedene Getriebe. Ein Hauptmerkmal der wartungsfreundlichen Stirnrad- und Flachgetriebe ist ihre verschleißfreie Verzahnung.

Bei den Winkelgetrieben sind vor allem die kompakt bauenden, zweistufigen Kegelradgetriebe hervorzuheben. Sie sind für Drehmomente von bis zu 660 Nm bzw. für Leistungen bis zu 7,5 kW erhältlich. Diese Winkelgetriebe zeichnen sich durch hohe Wirkungsgrade und eine dauerfeste Verzahnung aus.

Auch für Anwendungen bei denen der Einsatz von Schneckengetrieben unumgänglich ist, ermöglichen die Nord-Energiesparantriebe effektive und zuverlässige Lösungen. Eine vorgeschaltete Stirnradstufe und große Steigungswinkel der Schnecke sorgen für gute Anlauf- und Betriebswirkungsgrade. Darüber hinaus konnte der systembedingt hohe Verschleiß bei Schneckengetrieben mit Hilfe einer optimierten Verzahnungsgeometrie sowie einer speziellen Schleuderbronze als Schneckenradwerkstoff deutlich verringert werden.

Alle genannten Getriebearten sind in der praxisbewährten und sicheren Blockgehäusebauart ausgeführt. Der optionale Einsatz von synthetischen Getriebeölen führt zu minimierten Reibungsverlusten. Außerdem ermöglichen diese Öle eine Verdoppelung der Wartungsintervalle: Synthetische Produkte müssen in der Regel nach mindestens 20 000 Betriebsstunden oder nach vier Jahren ausgetauscht werden. Bei mineralischen Schmierstoffen liegt diese Frist bei etwa 10 000 Stunden oder zwei Jahren. Vor diesem Hintergrund amortisieren sich die teureren synthetischen Schmierstoffe bereits nach dem ersten Ölservice.

Ein weiteres Element der Nord-Energiesparantriebe sind die Nordac-Frequenzumrichter. Sie ermöglichen durch eine sensorlose, selbstoptimierende Vektorregelung eine sehr gute Anpassung des Getriebemotors an die jeweiligen Anwendungsparameter und Prozeßbedingungen. Der elektrische Wirkungsgrad dieser mit volldigitalisierter Mikropozessortechnik ausgestatteten Geräte ist ebenfalls hoch. Er liegt bei mindestens 97%.

Auch im Feldschwächebereich lassen sich Nord-Energiesparantriebe vorteilhaft einsetzen: Durch die bereits erwähnte hohe Überlastreserve der Energiesparmotoren kann der Antrieb bei voller Betriebssicherheit Leistungen in einem größeren Drehzahlband abgeben.

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