ErP-Richtlinie, Schaltgeräte, Wirkungsgrade - und der Drehzahlstarter von Eaton

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1 ErP-Richtlinie, Schaltgeräte, Wirkungsgrade - und der Drehzahlstarter von Eaton Andreas Miessen, Produktmanager EATON, Produktlinie Drives & Softstarters 1

2 EATON Gründung im Jahre 1911 Niederlassungen in nahezu allen Ländern der Erde Innovationszentren in Regionen auf der ganzen Welt Mehr als Mitarbeiter weltweit 22,6 Mrd. USD Umsatz in % des Umsatzes außerhalb der USA Motor Control Distribution Equipment DC Circuit Protection IEC Global Switchgear Paralleling Switchgear UPS Products DC Products Data Center Solutions Complete IEC Low Voltage Automation Systems Energy Engineering Electrical distribution Diversified electrical manufacturer

3 Inhalte des Vortrags kostengünstigere ErP-Richtlinie Inhalte und Auswirkungen Motorenverordnung Auswirkungen auf Motoren und deren Schalt- und Schutzorgane Pumpen- und Lüfterverordnung Erreichung von Wirkungsgraden durch Drehzahlregelung Neue Geräteklasse Der Drehzahlstarter 3

4 Energieeffizienz Gesetzgebung ErP-Richtlinie 4

5 ErP-Richtlinie Energieeffizienz und die Gesetzgebung kostengünstigere Energieeffizienz ist das Schlagwort schlechthin Anstrengungen der EU um die Klimaschutz-Ziele zu erreichen Hier spielt auch die Gesetzgebung eine wichtige Rolle Ziel: Energie gewissenhaft einsetzen und Einsparpotenziale nutzen Festlegung von Mindestwirkungsgraden bzw. max. Verlusten Energieverbrauch in Deutschland 2011 Verkehr 714 TWh 29% Industrie 729 TWh 30% GHD 276 TWh 16% Haushalte 609 TWh 25% 5

6 ErP-Richtlinie Hintergrund der ErP-Richtlinie kostengünstigere Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Ökodesign-Anforderungen von Energy related Products Identifizierung von Produktgruppen mit einem hohen Potenzial zur kostengünstigen Reduzierung von Treibhausgasen Beispiele für Produktgruppen, die für Eaton wichtig sind: - Elektrische Motorsysteme - Pumpen - Lüfter Die Anforderungen an die Produktgruppen legen die Ausführungsrichtlinien fest z.b. EC 640/2009 für elektrische Motoren (= Motorenverordnung) 6

7 ErP-Richtlinie Ausführungsrichtlinien / Verordnungen kostengünstigere 7

8 ErP-Richtlinie Auswirkungen auf den Markt kostengünstigere Um den Vorschriften zu entsprechen, müssen: Produkte verändert werden (Stichwort: Motoren IE2 / IE3) Ganze Verfahren angepasst werden (Stichwort: Durchflussmengenregelung mit Ventil vs. variabler Pumpendrehzahl) Eaton hat auf den sich verändernden Markt reagiert: Schalt- und Schutzgeräte müssen IE3-ready sein Entwicklung der neuen Gerätekategorie Drehzahlstarter Die einfachste Art der variablen Motordrehzahl 8

9 Motorenverordnung Inhalt Drehzahlregelung im Vergleich zum Drosselventil 9

10 Wirkungsgrad der Motoren(%) Motorenverordnung Effizienzklassen für Motoren kostengünstigere Hoher Wirkungsgrad Niedriger Wirkungsgrad EFF1 EFF2 IE4 Super Premium IE3 Premium IE2 High IE1 Standard Gerätekl asse Drehzahl (rpm) IE4 IE3 IE2 IE Motorleistung (kw) Drehmoment im Dauer-betr. [Nm] Leistung (kw) Nenn-wirkungsgrad(%) Energie-verlust (W) IE IE % IE % IE % nach IE1 10

11 Motorenverordnung Wirksamkeit kostengünstigere Juni 2011 Januar 2015 Januar 2017 Motoren der Effizienzklasse IE2 minimum [7,5 375kW] Motoren: IE3 minimum oder IE2+Drehzahlregelung [0,75 375kW] Motoren: IE3 minimum oder IE2+Drehzahlregelung 11

12 Motorenverordnung Technische Konsequenzen kostengünstigere 12

13 Motorenverordnung Beispiel: Anpassung Motorschutzschalter kostengünstigere Motorkennlinie Auslösekennlinie PKZM0 Der Strom beim Motorhochlauf und Anlaufspitzstrom liegen unterhalb der Auslösekennlinie. 1 Im Bereich des Anlaufspitzstromes sind aber noch mögliche Toleranzen des Magnetauslösers zu berücksichtigen. Je nach Toleranzlage besteht die Gefahr von Fehlauslösungen. Anhebung des Schnellauslöseransprechwertes von 14*In auf 15,5*In. 13

14 Motorenverordnung Motorstarter IE3 ready kostengünstigere Motorstarter von Eaton bieten die einfachste und zuverlässigste Art und Weise zum Betrieb von IE3- und IE2-Motoren bei Anwendungen mit konstanter Drehzahl 14

15 Pumpen- und Lüfterverordnung Inhalt Drehzahlregelung im Vergleich zum Drosselventil 15

16 Pumpen- und Lüfterverordnung Inhalt kostengünstigere Festlegung von minimale Wirkungsgrade für ein System In vielen Fällen erfüllen die existierenden Durchflussverstellungen z.b. mit Ventilen und Drosselklappen die Anforderungen nicht. Drehzahlregelungen sind erforderlich, um die Verluste zu reduzieren. 16

17 Pumpen- und Lüfterverordnung Vergleich Energieverbrauch Drosselventil vs. Drehzahlregelung kostengünstigere Quelle: ZVEI 17

18 Leistung (kw) Pumpen- und Lüfterverordnung Vergleich Energieverbrauch Drosselventil vs. Drehzahlregelung kostengünstigere Drosselventil Drehzahlregelung Fluss (%) 18

19 Der Drehzahlstarter Optionen für den Motorstart Die einfachste Art der variablen Motordrehzahl 19

20 Neue Geräteklasse: Der Drehzahlstarter Optionen für den Motorstart kostengünstigere Direktstarter Stern/ Drehzahl- Dreieck starter Frequenzumrichter Drehzahl Konstant Konstant Variabel Variabel Drehmoment Voll Reduziert Voll Voll Verhalten beim Start Schlag beim Start Schlag Sanfter beim Start Sanfter Start Umschalten Kosten / Funktionalität 20

21 Neue Geräteklasse: Der Drehzahlstarter Der Starter mit der variablen Drehzahl kostengünstigere Die einfachste Art der variablen Motordrehzahl Positioniert zwischen Motorstarter und Frequenzumrichter Design und Auftreten eines Motorstarters Fähigkeit der variablen Drehzahlverstellung Out-Of-The-Box-Inbetriebnahme ohne jegliche Parametrierung 21

22 Neue Geräteklasse: Der Drehzahlstarter Anwendungen kostengünstigere Anwendungen, in denen ein direkter Start aus mechanischen Gründen oder aufgrund zu hoher Einschaltströme nicht akzeptiert werden kann Anwendungen, die heute mit einem Motorstarter ausgerüstet sind und wo zukünftig eine Drehzahlverstellung erforderlich ist, um Vorschriften zu erfüllen Anwendungen, die heute mit einem Low-end-Frequenzumrichter ausgerüstet sind, der immer noch zu komplex (oder zu teuer) ist Anwendungen mit Festdrehzahl, bei denen eine andere Frequenz als Netzfrequenz benötigt wird Festdrehzahl-Anwendungen mit einer hohen Starthäufigkeit 22

23 Neue Geräteklasse: Der Drehzahlstarter Weltweit im Einsatz kostengünstigere am öffentlichen Netz und am Industrienetz Mit integriertem Motorschutz Wendestarter 0,25 1,5 1~ 230 V & 3~ 400 V 2,2 230 V / 2,2 7,5 400 V 23

24 Neue Geräteklasse: Der Drehzahlstarter Zuverlässig im Betrieb kostengünstigere Integrierte Funktionen, um ungewollte Abschaltungen zu vermeiden: Automatische Anpassung von Ausgangsspannung und -frequenz im Falle von generatorischem Betrieb oder zu steiler Verzögerungsrampe, um Abschaltungen aufgrund von Überspannung zu vermeiden Automatische Reduzierung der Schaltfrequenz bei zu hoher Kühlkörpertemperatur DC-Bremsung, um Abschaltungen wegen Überstrom zu vermeiden, z.b. bei Lüftern Umgebungstemperatur: 60 C 24

25 Neue Geräteklasse: Der Drehzahlstarter Im Bedarfsfall kostengünstigere mit dem Schraubendreher parametriert Rampenzeiten Motorschutz Klemmenbelegung Anpassung Netzspannung (50 Hz / 60 Hz) Die einfachste Art zum Erreichen von Energieeffizienz gemäß der ErP-Richtlinie 2009/125/EC bei drehzahlgeregelten Motoren 25

26 Neue Geräteklasse: Der Drehzahlstarter Kein Stillstand kostengünstigere DE11 mit erweiterter Funktionalität CANopen Steckbare Klemmen konfigurierbarer Relaisausgang 26

27 Fazit kostengünstigere Fassen wir noch einmal zusammen Bei allen Drehstrommotoren bis 375 kw müssen die ErP-Richtlinien beachtet werden. Eaton bietet die einfachste, kostengünstigste und zuverlässigste Art sie schon heute zu erfüllen. Bei Anwendungen mit konstanter Drehzahl ist darauf zu achten, dass die Motorstarter IE3 ready sind. Bei einfachen Anwendungen mit variabler Drehzahl bietet der Drehzahlstarter die ideale Lösung. Vom Motorstarter bis zum Frequenzumrichter bietet Eaton für jede Anforderungen die passende Lösung. 27

28 Weitere Informationen kostengünstigere Weitere Informationen finden Sie auf der Internetseite: Motorschutz im Zeitalter von IE3 ERP-Richtlinie erfolgreich umsetzen 28

29 Besuchen Sie uns kostengünstigere Halle 11, Stand C63 29

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