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Energie im Antrieb gewinnen

Text: Holger König, Emerson Industrial Automation
Das Rückgewinnen von Energie in Antriebssystemen ist immer gefragter. Kann man doch so einiges dabei sparen. Hier sind zwei Möglichkeiten dargestellt, wie man seinen Antrieb auslegen könnte.

Wegen seines höheren Komforts und der kompakteren Bauform gegenüber anderen Modellen setzt sich der getriebelose Antrieb in der Industrie mehr und mehr durch. Auch seine hohe Energieeffizienz ist ein wichtiger Faktor. Spielt diese eine entscheidende Rolle, wird sich der Anwender bei der Auslegung des Antriebs für ein System mit Energierückspeisung oder -speicherung entscheiden. Dabei macht der Einsatz eines solchen Systems nur Sinn, wenn der Energieanteil, der zurückgespeist oder gespeichert werden kann, groß genug ist.

Dies ist besonders dann der Fall, wenn das gesamte Antriebssystem aus energieeffizienten Komponenten besteht. Dazu zählen leistungsstarke Spezialgetriebe oder getriebelose Antriebssysteme. Einige Hersteller bieten spezielle 4-Quadrant-Frequenzumrichter an, andere wiederum bauen auf Antriebssysteme mit getrennten Wechselrichtern, wobei einer die Rückspeisung übernimmt. Ein besonderer Ansatz ist die Verwendung von zwei identischen, universellen Wechselrichtern. Einer davon wird motorseitig, der andere netzseitig installiert. Die Vorteile dieser Variante liegen in der einfachen Installation, in der Verfügbarkeit und Logistik. Sie eignet sich für Anwendungen, in denen der Einsatz komplexerer rückspeisefähiger Antriebssysteme nicht sinnvoll ist. Im normalen Motorbetrieb beträgt der Anteil rückspeisefähiger Energie 40 bis 60 Prozent der eingesetzten Energie. Für diese Anwendungen werden rückspeisende Netzumrichter parallel zum motorseitigen Umrichter eingesetzt. Dieser übernimmt dann die Rückspeisung der geringeren Rückspeiseleistung und kann damit auch wesentlich kleiner ausgelegt werden.

Besonders für Gruppenantriebe gibt es eine interessante Alternative: Alle beteiligten Umrichter sind über den gemeinsamen Zwischenkreis verbunden, so dass die Energie eines bremsenden Antriebs von einem treibenden Antrieb verwendet werden kann. Die Energierückspeisung bietet sich in allen Anwendungen an, in denen nutzbare Energien anfallen. Dies sind zum Beispiel alle Hubanwendungen, da beim Senken von Lasten die Schwerkraft genutzt werden kann. Aber nicht nur dort, sondern auch in weiten Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus können Frequenzumrichter mit Rückspeisefunk­tion zur Steigerung der Energieeffizienz eines Fertigungsprozesses eingesetzt werden. Kombiniert mit den Drehstrommotoren von Emerson Industrial Automation zum Beispiel können energieeffiziente Antriebe realisiert werden.

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