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Die Effizienz liegt im System

: Lenze


Infolge von Energiepreiskrisen und veränderten politischen Rahmenbedingungen setzt sich mehr und mehr das Bewusstsein durch, dass der sinnvolle Umgang mit Energie hohe Einsparpotenziale erschließt. Dafür ist es aus dem Blickwinkel der Antriebs- und Automatisierungstechnik heraus allerdings unabdinglich, die produktzentrierte Perspektive zu verlassen, um stattdessen Gesamtzusammenhänge zu optimieren. Unerlässliche Grundlage ist die Analyse von Maschinenprozessen hinsichtlich ihrer wirklich notwendigen Leistung gemeinsam mit dem jeweiligen Maschinenbauer.

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Der Energiepass aus dem DSD stellt den Energieverbrauch der Hauptkomponenten des Antriebsstrangs übersichtlich und verständlich dar.

Der Energiepass aus dem DSD stellt den Energieverbrauch der Hauptkomponenten...

Maximale Energieeffizienz, geringe Anschaffungskosten und kurze Amortisationszeiten sind nur drei Punkte, die die Herausforderungen kennzeichnen, vor denen der Maschinen- und Anlagenbau heute im internationalen Wettbewerb steht. Grundlegend für den intelligenten und sparsamen Einsatz von Energie ist das Wissen über den konstanten oder wechselnden Bedarf bestimmter Prozesse. Denn fast alle Antriebskomponenten arbeiten im Teillastbereich mit vergleichsweise schlechtem Wirkungsgrad und erzeugen folglich im Verhältnis zum mechanischen Prozess hohe Verluste. Je genauer die Maschinenanforderungen und der lastabhängige Leistungsbedarf bekannt sind, desto besser sind die Antriebskomponenten auswählbar. Leistungsstarke Engineering- und Konfigurationswerkzeuge helfen dabei, den richtigen Weg einzuschlagen.


Werkzeuge dieser Art sind notwendig, um bereits beim Beginn von Konstruktion und Entwicklung die Weichen richtig zu stellen. Aus gutem Grund hat Lenze mit dem Drive Solution Designer (DSD) frühzeitig einen Meilenstein bei den Engineering-Werkzeugen gesetzt. Das Software-Tool ermöglicht nicht nur die exakte Bestimmung der Prozessgrößen und die Prüfung der Komponenten, sondern auch deren optimale Abstimmung untereinander. Zudem liefert der DSD Daten, wo und wann mit welcher Maßnahme effizient gespart werden kann. Verdeutlicht wird das vom „Energiepass-Antriebslösung“. Er stellt den durch differenzierte Verlustmodelle berechneten Energieverbrauch der Hauptkomponenten des Antriebsstrangs für jeden verständlich dar.

Lösungsvarianten nutzen


Mit diesen Werten sind dann die Energiekosten sowie die CO2-Emissionen ermittelbar. Durch den Vergleich unterschiedlicher Lösungen kann der

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Es gibt drei Ansatzpunkte zur Erhöhung der Energieeffizienz von Antriebslösungen.

Es gibt drei Ansatzpunkte zur Erhöhung der Energieeffizienz von Antriebslösungen.

Anwender so die optimale Kombination der Komponenten und den besten Bewegungsablauf für die Antriebsaufgabe finden. Schließlich sind es optimierte Bewegungsprofile, intelligente Komponentenwahl und ausgeklügelte Energieverteilungskonzepte, die den Energiebedarf und somit die Betriebskosten senken können.


Konzepte dieser Art sind allerdings nicht ausschließlich das Ergebnis intelligenter Software. Weil der DSD Mechanik und Elektronik in einem System abbildet, leistet er einen wertvollen Beitrag für eine neue Form der interdisziplinären Zusammenarbeit vor allem der Bereiche Konstruktion und Elektronik. Um die vorhandenen Optimierungspotenziale zu erschließen, ist es notwendig, Abteilungsgrenzen zu überwinden und etablierte Prozesse neu zu ordnen. Nur so ist es möglich, bereits im Entwicklungsstadium frühzeitig zu steuern. Der zu diesem Zeitpunkt noch vorhandene mechanische Spielraum macht den Weg frei für konzeptionelle Verbesserungen. Der DSD unterstützt diese Arbeit, indem er verlässliche Daten bereitstellt, mit denen sich Lösungsvarianten auf Grundlage mechanischer Kennzahlen schnell durchrechnen lassen.

Leistungsbedarf senken


Optimierungen dieser Art bergen unter Effizienzgesichtspunkten in der Tat die größten Einsparpotenziale. Unter der Überschrift „Energie intelligent einsetzen“ ist dies deshalb die erste und wichtigste der drei Säulen der Lenze BlueGreen Solutions. Der Grund: Optimierte Mechaniken sowie reduzierte Trägheiten und Reibungen senken von Grund auf den von der Antriebstechnik aufzubringenden Leistungsbedarf. Der daraus folgende Nutzen erschließt sich schnell: Weniger Leistung führt zu kleineren und damit preiswerteren Komponenten sowie reduziertem Energieverbrauch.


„Energieeffiziente Produkte“ heißt die zweite Säule des Lenze-Effizienz-Modells. Dieser Anspruch findet sich ganz konkret wieder in neuen Produktentwicklungen wie den IE2-Motoren der MH-Reihe. Sie rechnen sich vor allem, wenn sie überwiegend mit konstanter Drehzahl betrieben werden. Typische Applikationen finden sich hier im Materialfluss. Lenze hat die Reihe so entwickelt, dass Baugrößensprünge und damit aufwändige Konstruktionsanpassungen bei der Migration zu IE2 weitgehend vermieden werden.


Ausgelegt für den gesteuerten Betrieb mit Frequenzumrichtern ist die ebenfalls neue MF-Reihe. Optimierungen erreichten, dass bis zu zwei Bauformen kleinere Motoren bei gleicher Antriebsleistung mit hohem Wirkungsgrad einsetzbar sind. Die MF-Motoren punkten ferner durch niedrige Massenträgheiten sowie erhöhte Dynamik. Regelungstechnisch ist es Lenze mit dem „VFC eco“-Modus für die zentralen und dezentralen Frequenzumrichter der Plattform 8400 zudem gelungen, die Motorverluste im Teillastbetrieb um bis zu 30 % zu senken. „VFC eco“ passt den Magnetisierungsstrom eines Motors intelligent an den tatsächlichen Bedarf an. Denn gerade im Teillastbetrieb werden Drehstrommotoren immer noch mit einem größeren Magnetisierungsstrom versorgt, als die Betriebsbedingungen es eigentlich erfordern.

Lenze BlueGreen Solutions


An dritter Stelle steht bei den Lenze BlueGreen Solutions die Energierückspeisung. Dabei wird bei speziellen Anwendungen – z. B. hoch getakteten Positionier- und Hebevorgängen – die erzeugte Energie aus dem generatorischen Betrieb entweder direkt über Rückspeiseeinheiten in das Netz zurückgeführt oder von anderen Umrichtern über den DC-Zwischenkreisverbund genutzt.


class="Aufzhlunghpkt">Alle genannten Möglichkeiten zur Erhöhung der Energieeffizienz können im DSD berechnet und auf dieser Basis miteinander verglichen werden. Damit ist eine wichtige Grundlage für ein energieeffizientes Gesamtsystem gelegt.

Der Energiepass aus dem DSD stellt den Energieverbrauch der Hauptkomponenten des Antriebsstrangs übersichtlich und verständlich dar.
Es gibt drei Ansatzpunkte zur Erhöhung der Energieeffizienz von Antriebslösungen.


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