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Pumpen, lüften, sparen

Text: Dirk Fedder, Kostal Fotos: Kostal
Umrichter und Antriebsregler stehen für die moderne Funktionalität der Antriebstechnik. In klassischen Anwendungen bieten sie vor allem einen unkomplizierten Weg zu mehr Effizienz. Exakt auf diese Anforderung ausgelegt, können sie ihr Potenzial an mehreren Stellen ausspielen.

Es sind weder Ressourcenknappheit, Klimapolitik noch Wirkungsgradvorschriften, die Anlagenbetreiber dazu bewegen, über die Effizienz Ihrer Anlagen nachzudenken: Es sind die steigenden Energiepreise, die Betriebskosten von Anlagen in die Höhe treiben. Entsprechend werden bei geplanten Investitionen nicht mehr nur die Anschaffung berücksichtigt, sondern auch die Betriebskosten. Um diese bereits im Vorfeld zu identifizieren, ist es sinnvoll, eine ausführliche Kostenanalyse durchzuführen.

Antrieb spart Strom

Der Energieanteil an den Lebenszykluskosten eines Antriebssystems liegt in den meisten Anwendungen über 90 Prozent. Zudem entfallen laut ZVEI zwei Drittel des industriellen Stromverbrauchs auf elektromotorisch angetriebene Maschinen, wobei Anwendungen mit hoher Einschaltdauer im Fokus stehen. Allein durch den Einsatz eines drehzahlgesteuerten oder -geregelten Antriebs ergeben sich hohe Einsparungen, besonders effiziente Motoren können zusätzlich den Verbrauch reduzieren. Die Energieeffizienz hängt aber nicht nur an den Komponenten, sondern auch an der passenden Auslegung des Antriebsstranges und der Mechanik. Zusammenfassend gibt der ZVEI die Einsparpotenziale wie folgt an:

�?� 60 % Auslegung des Antriebs

�?� 30 % Einsatz eines Antriebsreglers

�?� 10 % Einsatz von Energiesparmotoren

An der Spitze der Anwendungen mit hoher Einschaltdauer stehen klassische Anwendungen wie Pumpen, Lüfter und Kompressoren, die durch den oftmals permanenten Betrieb ein enormes Einsparpotential bieten. Speziell für dieses Marktsegment hat Kostal Industrie Elektrik die Inveor-Antriebsreglerplattform entwickelt. Um gegenwärtigen und zukünftigen Forderungen des Marktes und auch der Gesetzgeber gerecht zu werden, wurde besonderen Wert auf die Effizienz der Gerätefamilie gelegt.

Fokus auf Effizienz

Entsprechend bietet der Inveor-Antriebsregler hier besondere Funktionalität: Neben dem flexiblen Betrieb aller gängigen Motorenarten wurden verschiedene Aspekte zur Steigerung der Effizienz integriert. Hierbei spielen sowohl die fortschrittlichen Regelverfahren, das schlanke Zwischenkreiskonzept, die passiv gekühlte Bauweise so wie die Effizienz der Bedien- und Programmierbarkeit eine wesentliche Rolle.

Spezielles Adaptionskonzept

Der Antriebsregler arbeitet mit einer vektororientierten Regelung und einem neuartigen Regelungsalgorithmus, der genau an die spezifischen Anforderungen der Applikationen Pumpen, Lüftern und Kompressoren angepasst ist. Im Vergleich zu marktüblichen Lösungen wird mit dem integrierten Verfahren 10 Prozent mehr eingespart. Durch ein spezielles Adaptionskonzept unterstützt die Antriebsreglerfamilie neben Asynchronmotoren auch Synchron- und EC-Motoren und eröffnet somit weitere Stromsparmöglichkeiten. Dabei sorgt die vollautomatische Motoridentifikation in Kombination mit einem intuitiven Bedien- und Programmierkonzept für eine schnelle Inbetriebnahme des Antriebsstrangs. Zusätzliche Sparpotenziale bieten die Funktionen Stand-by des PID-Prozessreglers und die Flussanpassung der quadratischen Kennlinie. Die Stand-by-Funktion spart Energie in Anwendungen wie zum Beispiel Druckerhöhungsanlagen, in denen der Regler auf eine bestimmte Prozessgröße regelt und die Pumpe somit auch mit Minimalfrequenz betrieben werden kann. Im Gegensatz zum U/f-Verfahren stoppt die Funktion die Pumpenmotoren, die eine eingestellte Zeit mit einer Minimalfrequenz laufen und erzielt somit eine Ersparnis. Weiter ermöglicht die quadratische Kennlinie in den Anwendungen Pumpen und Lüfter und der proportionale Zusammenhang zwischen Drehmoment und Drehzahl, dass bei niedrigen Drehzahlen mit vermindertem Fluss gearbeitet werden kann. Dadurch reduzieren sich über die Flussabsenkung das Drehmoment und damit auch der Energieverbrauch des Inveor. Mit dem schlanken Zwischenkreiskonzept des Antriebsreglers werden gleich mehrere Einspareffekte erzielt. Es kann auf kostspielige Kommutierungsdrosseln verzichtet werden, die Lebenserwartung der Geräte wird verlängert und die Netzrückwirkungen im Vergleich zu Geräten mit Elektrolytkondensatoren reduziert.

Lüfterlos bis 50 °C

Die passiv gekühlte, lüfterlose Bauweise ist bis 7,5kW verfügbar und gewährleistet neben einem niedrigen Verbrauch auch niedrige Stillstandszeiten. Bei der Auslegung muss zudem kein Derating berücksichtigt werden, da er bis zu einer Umgebungstemperatur von 50°C mit 8kHz lüfterlos betrieben werden kann.

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