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Kompakte Abmessungen und geringe Gewichte gestatten eine effektive Nutzung der Installationsfläche im Schaltschrank. Bild: Nord Drivesystems
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Ich hab‘ da noch was im Schrank

Text: Jörg Niermann, Nord Drivesystems
Wenn auch dezentrale Intelligenz seit Jahren ein bestimmender Trend in der Antriebstechnik ist, zeigt ein Blick in den Schaltschrank, dass die klassischen Frequenzumrichter beileibe nicht ausgedient haben. Zeitgemäße Funktionen und konstruktive Verbesserungen geben Anlass,
diese Geräteklasse wieder einmal näher in den Blick zu nehmen.

Zentral installierte Regelungselek­tronik für die Antriebstechnik von Maschinen und Anlagen ist unter anderem bei eher rauen Einsatzumgebungen gefragt: Schredder, Häcksler und ähnliche Systeme sind eine typische Domäne der Schaltschrank-Geräte. Auch große Leistungen setzen dezentralen Systemen Grenzen, ab 22 kW würden die Geräte zu groß, da ist derzeit auf ein Schaltschrank gefordert. Große Zubehörkomponenten wie Drosseln oder Netzfilter können in solchen Anwendungen problemlos in den entsprechenden Schaltschränken integriert werden. Außerdem sind Umrichter im Schaltschrank zentral mit der Steuerung zusammen zugänglich und bedienbar. Ebenfalls weiterhin interessant sind Schaltschrankumrichter zur Integration in Serienmaschinen. Hier erfolgt die gesamte Konfiguration und Verkabelung im Haus des Maschinenbauers und die Einheit kann komplett in einem Stück ausgeliefert werden.

Um die Geräte optimal für die breit gestreuten Anwendungsfelder auszustatten, setzt Nord Drivesystems bei seinen Schaltschrankeinheiten auf eine platzsparende, sichere Konstruktion mit einer hohen Überlastfähigkeit von 200 Prozent der Nennlast. Alle Modelle ab 45 kW verfügen zudem über gut zugängliche massive Stehbolzen zur Befestigung von Ringkabelschuhen für die Leistungsanschlüsse. Anwenderfreundlich bei Installation und Wartung sind die Frequenzumrichter durch gut zugängliche, abnehmbare Klemmenblöcke, mit denen sich Steueranschlüsse leicht herstellen lassen, einen großzügigen Kabelkanal zur Verlegung von Steuerleitungen und eine Hammerschelle für eine Zugentlastung sowie die Erdung geschirmter Leitungen.

Fürs grobe Umfeld und für feine Funktionen

Jüngere Modelle von Schaltschrank­umrichtern haben eine hochentwickelte Funktionalität – manchen Modellen ist es inzwischen möglich, auf Servoniveau mitzuspielen. Schon heute kann man neben Positionier- auch Gleichlaufanwendungen realisieren. Die volle Dynamik von Servoumrichtern im High-End-Bereich ist zwar noch nicht erreicht, aber die mit Asynchronmotoren erzielbare Dynamik ist nach Erfahrungen von Nord beachtlich und kann in vielen Bereichen Servotechnik ersetzen. Auch im Grenzbereich zur Steuerungstechnik gibt es interessante Entwicklungen: Einige FU-Modelle erreichen wegen frei programmierbaren antriebsnahen Funktionen Flexibilität und Komfort, für das man früher eine zusätzliche SPS benötigte. Bei einer Baureihe wie der Schaltschrank-Umrichterfamilie SK 500E kann der Funktionsumfang nach Bedarf aus einem abgestuften Modellspektrum gewählt werden. Das Leistungsspektrum deckt ein breites Segment von 0,25 bis demnächst 160 kW ab. Die Palette der Typen ist funktional darauf ausgelegt, direkt einsatzfähige Lösungen für viele gängige Industrieanwendungen zu ermöglichen. Mit fünf parametrierbaren Steuereingängen, zwei Analogeingängen und einem Analogausgang sowie zwei Relaisausgängen bietet etwa bereits der SK 515E zahlreiche Anschlussoptionen. Beim Typ SK 535E kommen noch je zwei zusätzliche digitale Ein- und Ausgangskanäle hinzu.

Sicherheitsfunktionen gefordert

Wahlweise kann beim SK 515E und SK 535E die Steuerkarte des Geräts von einer externen 24V-Quelle versorgt werden. Auch bei abgeschalteter Leistung lässt sich dann auf Parameterdaten und die Busschnittstelle zugreifen. Neben der erhöhten Online-Verfügbarkeit macht dies spezielle Anwendungen wie Aufzugs-Evakuierungsfahrten möglich. Beide Typen in der Baugröße 7 unterstützen die Funktion Sicherer Halt nach EN 954-1 beziehungsweise EN 13849-1 und sind mit einer direkt auf der Platine integrierten CANopen-Schnittstelle ausgerüstet. Das Modell SK 535E bietet außer der erwähnten umfangreicheren I/O-Ausstattung einen TTL-Eingang zur Drehzahl- und Drehmomentregelung und stellt mit dem Posicon-Modul leistungsfähige Funktionen zur Positioniersteuerung zur Verfügung. Wie alle Typen der Baureihe werden die Umrichter natürlich auch kritischen Anforderungen an Robustheit, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit gerecht.

Helles Köpfchen

Mit dem SK 540E hat Nord einen Frequenzumrichter mit leistungsfähigem Mikroprozessor im Programm, der durch komfortable antriebsnahe Funktionen für hohe Intelligenz und Performance sorgt – und Kosten für eine externe Steuerung einspart. Seine integrierte SPS arbeitet mit einer Zykluszeit von 10 ms. Der SK 540E ermöglicht insbesondere die Regelung sowohl von Asynchron- als auch von Synchronmaschinen. Für die Rückführung steht eine neue Universalgeberschnittstelle zur Verfügung. Eine Einsatzmöglichkeit für den SK 540E ist die Verwendung als smarter Pumpenantrieb: Überwachungs- und Kennlinienfunktionen können eingebunden werden, sodass das Antriebssystem autark auf schwankende Durchflussmengen reagieren kann. Merkmale wie sensorlose Stromvektorregelung, automatische Parameteridentifikation angeschlossener Motoren und ein integrierter Brems-Chopper für den generatorischen Betrieb gehören in der Serie ebenso zur Grundausstattung wie ein PID-Regler zur Prozessregelung und vier online umschaltbare Parametersätze. Verwendung findet der SK 540E zudem insbesondere in Bearbeitungsprozessen wie dem Drehen oder Fräsen oder im Schneiden in Hochgeschwindigkeit. Hierbei kann der Umrichter als zentrale Steuereinheit für alle maschinellen Abläufe fungieren – einschließlich Anbindung von Tastern und Meldeanzeigen und zum Beispiel auch samt intelligenter Regelung einer zur Maschine gehörigen Hydraulik.

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