Projekt 26662/01

Entwicklung eines adaptiven Reglers für asynchrone Elektromotore

Projektdurchführung

MK - Regler GmbH, Gesellschaft zur Forschung, Entwicklung, industriellen Fertigung und Vertrieb von elektronischen und elektromechanischen Baugruppen
Blohmstr. 37 - 61
12307 Berlin
Telefon: 030/26079814

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Projekt zur Entwicklung eines adaptiven Reglers für asynchrone Elektromotoren verfolgt das Ziel, die Effizienz und damit den Energieverbrauch asynchroner Elektromotoren zu verbessern und damit den Einsatz von Primärenergie und den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Durch ein neues Verfahren zur Optimierung des Wirkungsgrades von Asynchronmotoren wird der neue Regler im Vergleich zu bisherigen Energiesparlösungen leistungsfähiger bzw. er unterliegt nicht deren Beschränkungen hinsichtlich der Einsetzbarkeit.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZunächst sollen die notwendigen Schaltungen entworfen und manuell gefertigt und die Software entwickelt werden. Erste Tests werden an einem Labormotor bei Lastbeaufschlagung durch eine Gleichstrombremse durchgeführt. Sollten die Tests erfolgreich sein, wird die Schaltungskombination in einen Koffer integriert, um sie in Feldversuchen auf ihre Praxistauglichkeit hin zu untersuchen.


Ergebnisse und Diskussion

Die gesteckten Ziele wurden vollständig erreicht. Die entwickelte adaptive Regelung ermöglicht es, Asynchronmotoren beim Betrieb im Teillastbereich stets im oder nahe am energetisch optimalen Punkt zu betreiben. Dadurch kann eine Energieersparnis in Stelltransformatorqualität realisiert werden.

Im nächsten Schritt ist das Gerät dahingehend weiterzuentwickeln, dass es im Bypassbetrieb netzmessfähig ist, um bei entsprechender Lastbeaufschlagung auf Netzbetrieb zu schalten bzw. bei Erkennung eines möglichen Einsparpotentials automatisch wieder auf Kontrollerbetrieb zu schalten. Außerdem ist es mit Display und Tastatur zur kundenseitigen Eingabe von Motordaten auszustatten.

Im Ergebnis des Projektes entstand ein elektrisches Regelgerät für Drehstrom-Asynchronmotorenm was bis zur Marktreife geführt wurde. Das Gerät, nachfolgend MotorKontroller genannt, besteht aus einem Drehstromsteller mit Thyristoren, der Elektronik mit Reglereinheit, Bauteilen und Schaltungen zur erforderlichen Messwertaufnahme und der Spannungsversorgung. Zur Integration in einen bestehenden Industrieprozess und dem damit verbundenen Signalverkehr (Start, Stopp, Störung etc.) ist eine entspre-chende Anzahl von Ein- und Ausgängen berücksichtigt und programmiert worden.

Hauptaufgabe des MotorKontrollers ist der energiesparende Betrieb von elektrischen Asynchronmotoren im Teillastbereich. Werden Asynchronmotoren im Teillastbetrieb betrieben, arbeiten sie unter voller Spannung (400 V) nicht in ihrem energetisch optimalen Punkt. Die nicht benötigte Energie wird in erhöhte Wirk- und Blindleistung umgesetzt. Der MotorKontroller regelt adaptiv abhängig von der Lastbeaufschlagung die Spannungszufuhr, was zu Einsparungen bei Schein- Blind- und Wirkleistungen im Teillastbetrieb führt. Mit sinkender Lastbeaufschlagung sinkt auch die dem Motor zugeführte Spannung und damit der Energieverbrauch.


Fazit

Im Laufe der Entwicklung wurde deutlich, dass der Einsatz eines Displays mit Tastatureingabe zur Kundenseitigen Eingabe von Motordaten notwendig ist. Weiterhin wurde das Gerät so konzipiert, dass es im Bypassbetrieb netzmessfähig ist. Neuheit ist hier, dass der MotorKontroller zukünftig in der Lage ist, bei entsprechender Lastbeaufschlagung auf Netzbetrieb zu schalten. Bei Kennung eines möglichen Einsparpotentials wird automatisch wieder auf Kontrollerbetrieb geschaltet.

Übersicht

Fördersumme

125.000,00 €

Förderzeitraum

25.06.2008 - 25.12.2009

Bundesland

Berlin

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik