Der unauffällige Mitarbeiter

Der Autor: Jörg Niermann Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems

Moderne Antriebssysteme regeln Prozesswerte elektronisch. Diese Lösung ist nicht nur elegant, sondern auch äußerst effizient. Drosselklappen, die beispielsweise den Druck in Pumpenanlagen regulieren sollen, können ersatzlos entfallen. Die Aufgabe erledigt stattdessen ein aufgesattelter Frequenzumrichter, der den Pumpenantrieb durch die präzise Anpassung seiner Drehzahl regelt. Nützlicher Nebeneffekt: Mit sinkender Drehzahl wird auch die Geräuschkulisse ruhiger – ein Vorteil, den sicher jeder zu schätzen weiß.

Ein aufgesattelter Frequenzumrichter aus der auf Pumpenantriebe spezialisierten Baureihe SK 2x0E von Nord Drivesystems regelt nach einem materialschonenden sanften Anlauf bedarfsgerecht die Drehzahl des Antriebs, setzt Steuersignale des Bedieners oder angeschlossener Sensoren (Start, Stopp, Drehzahl +/-) um, überwacht die Peripherie auf Überlastung, Motortemperatur, Zustand der Motorwicklungen (Kurzschluss oder Erdschluss) und bremst den Antrieb bei Bedarf auch sicher ab.

Während des Betriebs regelt der SK 2x0E aber nicht nur die Antriebsdrehzahl automatisch, sondern passt auch selbstständig das Drehmoment des Motors an den erforderlichen Wert an. Das ergibt bis zu 30 % Energieeinsparung im Vergleich zu Netzmotoren.

Im Netzbetrieb liefern Motoren feste Drehzahlen. Frequenzumrichter dienen dazu, die Antriebsdrehzahl zu variieren. Doch kann ein Frequenzumrichter den Antrieb nicht nur langsamer, sondern auch schneller laufen lassen. Mechanisch ist dies meist kein Problem, zumindest nicht bis zur doppelten Netzfrequenz. Damit lassen sich praktisch und kostengünstig gewisse Reserven mobilisieren, wo andernfalls der Antrieb durch ein leistungsstärkeres Modell ausgetauscht werden müsste. Physikalisch jedoch bedingt eine Erhöhung der Drehzahl über die Nenndrehzahl hinaus eine Abnah- me des Drehmoments. Auch dies berücksichtigt Nord-Antriebselektronik. Das Zauberwort heißt „87-Hz-Kennlinie“, wohinter sich nichts anderes verbirgt, als dass ein auf 230 V verschalteter Stern-Dreieck-Motor mit einem um zwei Leistungsstufen größeren 3~400-V-Frequenzumrichter kombiniert wird. Im Ergebnis behält der Motor bei gleicher Baugröße sein Nennmoment bis 87 Hz bei. Die damit einhergehende Erhöhung der Leistung um das 1,7-Fache regelt der Frequenzumrichter – der also damit auch das elektrische Problem bewältigt. Im Umkehrschluss ermöglicht dies den Einsatz schlankerer Antriebslösungen, die insbesondere in komplexen Anlagen mit knapp bemessenem Bauraum wertvollen Platz sparen.

Einen geregelten Einzelantrieb in Betrieb zu nehmen ist kaum schwieriger als das Anschließen eines Netzantriebs. Anstelle des Klemmenkastendeckels ist hier der Frequenzumrichter mit vier Schrauben am Motor befestigt. Das Netzkabel wird einfach in der Anschlusseinheit des Frequenzumrichters aufgelegt. Mithilfe eines DIP-Schalterblocks können ohne Programmierkenntnisse diverse Anpassungen vorgenommen werden. Dann steht dem Betrieb nichts mehr im Wege.

Komplexe Antriebssysteme, die durch eine SPS gesteuert werden oder im Master-Slave-Betrieb selbstständig miteinander kommunizieren, lassen sich ebenfalls verwirklichen. Ein permanenter Parallelbetrieb ist dabei genauso möglich wie ein kaskadierter Ensemblebetrieb der geregelten Antriebseinheiten. Im Zusammenspiel mit der Rückführung von Prozesswerten (z. B. Messwerte von Druck- oder Flussmengensensoren) befähigen die integrierten Prozess- und PI-Regler-Funktionalitäten den SK 2x0E zur vollautomatischen Ausregelung von Betriebs- und Störgrößen – bei Einzelantrieben genauso wie im Antriebsverbund. Manche durch Nord-Umrichter geregelte Antriebe tun schon seit mehr als 20 Jahren zuverlässig ihren Dienst. Als Servicepartner hilft der Hersteller schon bei der Planung und Projektierung der optimalen Antriebslösung. Darüber hinaus gibt es die Antriebe auf Wunsch auch vorkonfektioniert mit den ausgewählten Optionen vom Netzschalter (Wartungsschalter) des Frequenzumrichters bis zur Abtriebswelle des Motors bzw. Getriebemotors. Bei Bedarf ist das Ersatzgerät innerhalb von wenigen Stunden beim Kunden.

Dezentrale Pumpenumrichter der Modellfamilie SK 2x0E gibt es in vier Baugrößen und Leistungsstufen von 0,25 bis 22 kW. Die zuverlässig und wirtschaftlich arbeitenden Systeme bieten ein umfangreiches Funktionsspektrum (u. a. Energiesparfunktion, PI-Regler, Ausblendfrequenzen, Fangschaltung) sowie Zubehör wie I/O-Erweiterungen und Feldbus-Module. Durch ein hohes Anlaufdrehmoment und große Überlastreserven lassen sich die Antriebe mit ISD-Stromvektorregelung beinahe universell einsetzen. Ein steckbares EEPROM-Speichermodul sorgt dafür, dass Umrichter bei Bedarf auch schnell und ohne Neuprogrammierung gewechselt werden können. Die Antriebseinheiten, die je nach Ausführung Schutzart IP 55 oder IP 66 erreichen, sind mechanisch unempfindlich und resistent gegen typische Störfaktoren wie schwankende Netzspannungen oder rasche Temperaturwechsel. Mit nur vier Schrauben sind alle Umrichter der Serie sehr schnell am zugehörigen Motor montiert.

Halle 15, Stand H21

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