Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Asynchronmotoren sind in Baureihen, die verschiedenen Leistungsstufen entsprechen, eingeteilt und werden \u00fcblicherweise auf das durch die Maschinenkonstruktion vorgegebene Spitzenlastmoment ausgelegt. Mit Ausnahme von speziellen Betriebsarten, in denen kurze \u00dcberlastungen der Maschinen durch lange Pausen oder Ausschaltungen kompensiert werden, entsteht aus diesen willk\u00fcrlich gew\u00e4hlten Baureihen eine konstruktionsbedingte Auslegungsreserve. Asynchronmaschinen haben neben ihren \u00fcberwiegend positiven nat\u00fcrlich auch negative Eigenschaften. Eine dieser negativen Eigenschaften ist, dass der Strom der flie\u00dft um die Maschine im Teillastbereich zu drehen, quadratisch gr\u00f6\u00dfer ist, als f\u00fcr den Teillastbereich eigentlich n\u00f6tig w\u00e4re. Es entsteht im Bezug auf die Nennleistung und den f\u00fcr den Nenn-betrieb notwendigen Strom, eine Diskrepanz zwischen Strom und Leistung, die durch eine geeignete Beeinflussung des technischen Systems, zur\u00fcckgef\u00fchrt werden soll.
\nEffiziente Energieverwendung ist ein wichtiges Instrument zum Klimaschutz.
\nDenn f\u00fcr die Erzeugung einer Kilowattstunde elektrischen Stroms werden etwa drei Kilowattstunden Prim\u00e4renergie (Kohle, Erd\u00f6l) verbraucht.
\nUnd 960 kWh entsprechen 1 Tonne CO2!
\nZiel unseres innovativen Ansatzes war es, durch eine effizientere Technik die gleiche Energiedienstleistung bei geringerem Energieaufwand zu erreichen.
\nDie wesentliche Zielsetzung im Vorg\u00e4nger-Projekt Nr. 26662-21 war, ein Energiesparger\u00e4t f\u00fcr Drehstrom-Asynchronmotoren zu entwickeln, welches in der Lage ist, im Teillastbetrieb des Motors wirtschaftlich Energie (Schein-, Blind- und Wirkleistung) einzusparen. Im Rahmen dieses Projektes konnte die Problematik der Schwingungsneigung des Motors softwarem\u00e4\u00dfig gel\u00f6st werden und die Oberwelleproblematik als vernachl\u00e4ssigbar eingestuft werden.
\nAus den gewonnen Erkenntnissen des Vorg\u00e4nger-Projekts Nr. 26662-21 ergaben sich folgende Ma\u00dfnahmen, die im Projekt Nr. 27349 erfolgreich umgesetzt wurden: Netzmessf\u00e4higkeit im Bypass-Betrieb, um abh\u00e4ngig von der Lastbeaufschlagung und dem sich ergebenden Einsparpotential automatisch zwischen Netzbetrieb und Motorkontroller-Betrieb umzuschalten, sowie der Einsatz eines Displays mit Tastatureingabe zur Kundenseitigen Eingabe von Motordaten und die Schaffung einer Kommunikationsm\u00f6glichkeit via PROFIBUS. Weiterhin sollte der m\u00f6gliche Einsatz von Scheibenthyristoren verifiziert werden. In Feldtests sollten die Einsatzm\u00f6glichkeiten bei verschiedenen Anwendungen getestet werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBei dem durchzuf\u00fchrenden Projekt Nr. 27349 handelt es sich um die Weiterf\u00fchrung des Projektes Nr. 26662-21.
\nDie Netzmessf\u00e4higkeit wurde durch Hardware- und Softwareadaptionen erreicht. Das Modul wurde um Display und Taster erweitert und die Software um die Parametrierungsf\u00e4higkeit erweitert. Ebenso wurde die Kommunikationsm\u00f6glichkeit via PROFIBUS hardware- und softwarem\u00e4\u00dfig erfolgreich umgesetzt. Der Einsatz von Scheibenthyristoren erwies sich als nicht zielf\u00fchrend. Feldtests wurden bei verschiedenen Anwendungen erfolgreich durchgef\u00fchrt und f\u00fchrten zu verschiedenen softwareseitigen Anpassungen.
\nIn Zusammen mit unserem Kooperationspartner IAL wurden gemeinsame Entwicklungsarbeiten in den Kernbereichen Hardware, Software Engineering sowie der Optimierung des Regelverfahrens durchgef\u00fchrt. Die Arbeiten waren in insgesamt 10 Arbeitspakete, mit entsprechenden methodischen Verfahren, Projektleistungen und Meilensteinen, strukturiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen der F\u00f6rderma\u00dfnahme der DBU wurde ein elektrisches Regelger\u00e4t f\u00fcr Drehstrom-Asynchronmotoren, zur Lastabh\u00e4ngigen Energieoptimierung, entwickelt und bis zur Marktreife gef\u00fchrt.
\nDas Ger\u00e4t besteht aus einem Drehstromsteller mit Thyristoren, der Elektronik mit Reglereinheit, Bauteilen und Schaltungen zur erforderlichen Messwertaufnahme und der Spannungsversorgung.
\nZur Integration in einen bestehenden Industrieprozess und dem damit verbundenen Signalverkehr (Start, Stopp, St\u00f6rung etc.) ist eine entsprechende Anzahl von Ein- und Ausg\u00e4ngen ber\u00fccksichtigt und programmiert worden. Display und Taster erm\u00f6glichen dem Kunden die optimale Parametrierung. Optional kann der Motorkontroller via PROFIBUS in eine \u00fcbergeordnete Steuerung eingebunden werden.
\nDas Ger\u00e4t ist leistungsf\u00e4higer als Sanftstarter, da es neben der ebenfalls enthaltenen Sanftstart-Funktion auch die Leistungsaufnahme im laufenden Betrieb optimiert.
\nDas Ger\u00e4t kann aufgrund seiner technischen Eigenschaften bei Asynchronmotoren eingesetzt werden, f\u00fcr die Frequenzumrichter technisch bedingt nicht einsetzbar sind.<\/p>\n
Als kurzes Beispiel zur Darstellung des Potentials einer Energieoptimierung:
\nEin 15kW Motor einer Spritzgussmaschine verbraucht in 4160 Betriebsstunden bei einer durchschnittlichen effektiven Wirkleistung von 60% der Nennleistung 37.440 kWh pro anno. Eine 10-prozentige Einsparung w\u00fcrde in diesem Falle einen Minderverbrauch von 3744 kWh an Endenergie bedeuten, oder etwa 11.200 kWh an Prim\u00e4renergie.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Ergebnisse und Produktprofil wurden durch Artikel in Fachzeitschriften und auf Webportalen sowie in der Unternehmenskommunikation durch Printmaterial und Website verbreitet.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch die im DBU-Projekt Nr. 27349 umgesetzten Arbeitspakete konnte das Produkt marktgerecht weiterentwickelt werden. Durch die Schaffung der Netzmessf\u00e4higkeit ist gew\u00e4hrleistet, dass der Energieverbrauch mit Motorkontroller nie gr\u00f6\u00dfer ist als ohne. Durch die Eingabem\u00f6glichkeit via Display und Taster k\u00f6nnen die f\u00fcr die optimale Regelung erforderlichen Werte direkt vom Endanwender eingegeben werden. Die optionale PROFIBUS-Anbindung erm\u00f6glicht die Integration in \u00fcbergeordnete Steuerungen. Energieeinsparungen sowie daraus resultierende Umweltentlastungen lassen sich mit dem Ger\u00e4t wirtschaftlich realisieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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