Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Produktionsprozesse mit Frequenzumrichtern
Ein ressourcenschonender Umgang mit Energie steht überall auf der Agenda. Die elektrische Antriebstechnik spielt dabei eine wesentliche Rolle. Wird der Antrieb optimal ausgelegt und ausgewählt, können die Lebenszykluskosten drastisch sinken.
Wie für jeden wirtschaftlichen Prozess gilt auch für den Einsatz frequenzgeregelter Antriebe: Er muss betriebswirtschaftlich sinnvoll sein. Dabei muss der Anwender für eine realistische Einschätzung der Wirtschaftlichkeit aber nicht nur die reinen Anschaffungskosten in Betracht ziehen. Nach Untersuchungen machen diese bei den Lebens- zykluskosten einer Maschine nur etwa 10 % aus. Viel mehr schlagen die Betriebskosten zu Buche, beispielsweise Aufwendungen für Energie, Wartung und Service. Und gerade bei Antrieben mit großer Leistung oder einer großen Zahl von Antrieben in einem zentralen Schaltraum sind die Anschaffungskosten für Klimatisierung, Netzdrosseln und -filter nicht unerheblich. Dazu kommen die Energiekosten für ausreichende Klimatisierung dieser Räume. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt sollte für den Betreiber auch das speisende Netz sein. Hier ist wichtig, ob das Netz bereits durch den Einsatz weiterer Frequenzumrichter vorbelastet ist oder aktuelle Berechnungsdaten oder Messergebnisse zu einer Netzvorbelastung vorliegen. Diese Punkte sind Gegenstand einer eigenen Betrachtung bzw. erfordern entsprechende Maßnahmen.
Von der Maschine zum Netz
Eine optimale Auslegung erfolgt grundsätzlich von der Maschine zum Netz hin. Dabei ist eine genaue Kenntnis der Prozesse und der betrieblich notwendigen Reserven sowie eine realistische Abschätzung der Unwägbarkeiten wichtig. Nur so kann der Anwender eine teils deutliche Überdimensionierung des gesamten Antriebs aufgrund sich addierender großzügig bemessener Reserven in den verschiedenen Auslegungsstufen vermeiden. Denn jede unnötige Überdimensionierung schlägt sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit nieder. In der Praxis passiert dies vor allem dann, wenn elektrischer und mechanischer Part bei der Auslegung nicht ausreichend kommunizieren. In vielen Fällen entstehen höhere Kosten durch die Auswahl eines zu großen Motors, vor allem aber resultiert dies in dauerhaft größeren Energiekosten als optimal. An dieser Stelle ist deswegen eine enge Zusammenarbeit von Betreiber und Anlagenbauer gefordert: Nur der Betreiber kennt den tatsächlichen Bedarf seiner Anwendung. Zu den verfahrenstechnischen Unwägbarkeiten, die berücksichtigt werden müssen, gehören beispielsweise auch die Kennlinienstreuungen von Arbeitsmaschine und Motor. Im extremen Fall, also oberes Kennlinienband bei der Maschine und das untere beim Motor bzw. umgekehrt, können ein unzureichender Drehmomentverlauf oder im anderen Extrem eine Überlastung die Folge sein.