Genaue Werte

Konstruktionsmanagement

Energieverbrauch – Mit Wirkungsgradkurven lassen sich der Energieverbrauch und Amortisationszeiten von Antriebspaketen realistisch berechnen. Dies bietet eine gute Basis, um Investitionskosten schon im Voraus zu kalkulieren. von Michael Kleine

04. Juni 2013

Eine möglichst hohe Energieeffizienz ist für alle Betreiber von Anlagen und Komponenten ein sehr erstrebenswerter Zustand. Und es ist für die Unternehmen immer sehr gut zu wissen, wie hoch genau Einsparungen ausfallen können. Nur leider gab es bisher kaum Werkzeuge, mit denen man die Energieersparnis und damit die Amortisationszeiten realistisch berechnen kann.

Das gilt zum Beispiel auch für Antriebspakete mit Synchronreluktanzmotor. Mit dieser technischen Kombination lassen sich gegenüber einem IE2- oder IE3-Standard-Asynchronmotor deutliche Energieeinsparungen erzielen. Ein solches Paket amortisiert sich daher in Abhängigkeit von der Einschaltdauer und Belastung des Systems in der Regel nach 15 bis 30 Monaten.

Die Normung solcher Pakete läuft, aber die zu erwartende Dauer einer Zertifizierung ist sehr lang und Anwender müssen sich darum immer noch auf Annahmen stützen. Das ist nicht zeitgemäß und aus diesem Grund stellt ABB für ihre Motor-Frequenzumrichter-Pakete mit Synchronreluktanzmotor geprüfte Wirkungsgradkurven vor.

»In der Vergangenheit konnten die Anwender von Motor-Umrichter-Paketen den Energieverbrauch drehzahlgeregelter Motoren nur grob abschätzen«, sagt der zuständige Produktmanager Lönnberg. »Mit unseren Wirkungsgradkurven sind sie jetzt in der Lage, diesen genau zu berechnen und ihre Investion zu kalkulieren, denn er lässt sich erstmals über den gesamten Drehzahlbereich genau bestimmen. «

Exaktes Fundament

Grundlage für das neue Instrument sind exakte Messungen, die ABB für ab Lager lieferbare Antriebspakete durchgeführt hat, um den eingespeisten Strom in den Antrieb und das Motordrehmoment festzustellen. »Derzeit basieren die Egebnisse aus einem Dutzend von Paketen, bis zum Sommer wollen wir mehr als 100 Messreihen in die Kurven einbeziehen«, sagt Mikko Lönnberg.

Aus Sicht von ABB ist die Messung der einzig zuverlässige Weg zum Nachweis des Wirkungsgrads. Dies sei ein Fortschritt, so das Unternehmen, denn selbst die IE-Klassen werden aus den Motorverlusten ermittelt und nicht aus dem gemessenen Wirkungsgrad auf Basis der Wellenleistung. »Wir spekulieren nicht sondern sichern den Anwendern garantierte Leistungswerte zu«, sagt Mikko Lönnberg. Außer für die Synchronreluktanzmotoren soll es bald auch Wirkungsgradkurven für weitere Motorarten geben. »Da alle ABB-Motoren identische Abmaße haben, ist der Austausch einfach und unsere Lösung passt zu allen Motoren.«

Ideal für Pumpen und Lüfter

Aufgrund der vollständigen Abdeckung des Drehzahlbereichs sind die ABB-Wirkungsgradkurven ideal für Anwendungen in Pumpen und Lüftern, wo sie helfen, die Energiekosten und Emissionen zu senken. Bei diesen Systemen wird die Motordrehzahl generell so eingestellt, dass die Prozessanforderungen optimal erfüllt sind. Da Pumpen und Lüfter bauartbedingt quadratische Lasten darstellen, unterscheidet sich die Effizienz deutlich vom Betrieb bei Nennlast.

Auf einen Blick

Wirkungsgradkurven

- Neues Werkzeug zur besseren Kalkulation von Antrieben aus dem Hause ABB.

- Derzeit zu beziehen für Antriebspakete mit Synchronreluktanzmotor.

- Weitere Motorarten sind in Vorbereitung.

- Messung des Energieverbrauchs über den gesamten Drehzahlbereich hinweg.

- Leistungswerte garantiert.

- Ideal anzuwenden vor allem für Pumpen- und Lüfteranwendungen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2013