Ueli Spinner, ATV-AMD / ABB Automation & Power World, 7./8. Juni 2011 Antriebslösungen Sicher und effizient

Transkript

1 Ueli Spinner, ATV-AMD / ABB Automation & Power World, 7./8. Juni 2011 Antriebslösungen Sicher und effizient

2 Antriebslösungen - sicher und effizient Wirkungsgrad bei den Motoren und die neuen Normen Regelungs- und Steuerungsmethoden Berechnungsprogramm mit Beispiel Netzverträgliche Frequenzumrichter Moderner Bremsbetrieb mit Frequenzumrichter Elektromagnetische Verträglichkeit Sicherheitsfunktionen Produktesortiment ABB Zusammenfassung

3 Wirkungsgrad bei den Motoren Die neue Klassifizierung EuP-Richtlinie 2005/32/EC: Ecodesign of Energy-using Products: EuP Directive : Ziel Verbot der Einführung von ineffizienten Motoren auf den Markt Stromverbrauch senken und damit Energie- und Kohlendioxid-Emissionen reduzieren Die EuP-Richtlinie ist bereits in allen EU-Ländern in nationales Recht umgesetzt worden. Die Schweiz hat diese Richtlinie in der Energieverordnung bereits übernommen.

4 Wirkungsgrad bei den Motoren Die neue Klassifizierung Super Premium Wirkungsgrad Premium Wirkungsgrad Hoher Wirkungsgrad Standard Wirkungsgrad IE4 IE3 IE2 IE1 Super premium efficiency Premium efficiency Vergleichbar mit heutigem EFF1 Vergleichbar mit heutigem EFF2

5 Wirkungsgrad bei den Motoren Die neue Klassifizierung 1. Phase: Ab 01. Juli 2011 IE2 Mindestwirkungsgrad für Motoren von 0,75 kw 375 kw 2. Phase: Ab 1. Januar 2015 IE3 Mindestwirkungsgrad für Motoren von 7,5 kw 375 kw oder die Kombination aus IE2- Motor und Frequenzumrichter 3. Phase: Ab 1. Januar 2017 IE3 Mindestwirkungsgrad für alle Motoren von 0,75 kw 375 kw oder die Kombination aus IE2- Motor und Frequenzumrichter

6 Applikationsbeispiel Pumpen Regelungs- und Steuerungsmethoden Drosselregelung Bypassregelung Ein/Aus-Steuerung Drehzahlregelung

7 Vergleich der verschiedenen Regelungsmethoden Energieeinsparpotential einer Kreiselpumpe Leistungsbedarf in % Bypass Drosselung Ein/Aus Umrichter Pumpe Einsparpotential Drossel vs. Umrichter Fördermenge in %

8 Berechnungsprogramm Energieoptimierung PumpSave und FanSave: Kalkulation der Energieeinsparung bei Pumpen und Lüftern mit Frequenzumrichtern Energiebedarfsvergleich Umrichterbetrieb gegenüber Drosselung Regelungsmethoden

9 Berechnungsprogramm Energieoptimierung

10 Verträglichkeit am Netz Vergleich verschiedener Anlassverfahren Netzstrom 700 % 500 Direktes Einschalten Hohe Lastströme verursachen unbeabsichtigte bis unzulässige Spannungseinbrüche im Netz. Direktes Einschalten: Stern-Dreieck Frequenzumrichter Drehzahl 100% facher Motornennstrom Stern Dreieck Anlauf: bis 4 5-facher Motornennstrom Sanftanlasser: bis 3 4-facher Motornennstrom Frequenzumrichter: bis 1,05-facher Motornennstrom

11 Moderner Bremsbetrieb Rückspeisefähige Frequenzumrichter LCL-Filter integriert Gen 3~ Bremsenergierückspeisung ~ Chopper + Bremswiderst. Effizienteste Art von Antrieben, da Bremsenergie nicht in Wärme umgewandelt wird Leistungsfaktor 1 Keine erhöhte Netzbelastung durch Anlaufströme Geringe Netzoberwellenwellen kleiner 4 % Kann Netzspannungsschwankungen kompensieren Sichere Abschaltung bei Netzausfällen

12 EMV Problematik Filterauswahl entsprechend der Netzsituation EMV Elektromagnetische Verträglichkeit

13 Sicherheitsfunktionen im Umrichter Safe Torque Off (STO) 1 0 t n t Sicher abgeschaltetes Moment (STO) Bei Aktivierung im Betrieb: Motor trudelt aus Schützt vor unerwartetem Anlauf der Maschine Antrieb bleibt währenddessen unter Spannung

14 Sicherheitsfunktionen im Umrichter Safe Stopp 1 (SS1) 1 0 Aktivierung Zeitverzögerung t n 0 STO aktiv t Sicherer Stopp 1 (SS1) Geregeltes herunterfahren des Antriebes bis Drehzahl Null bei Nothalt Auslösung Antrieb wechselt nach Stopp in den STO Modus Schützt vor unerwartetem Wideranlauf der Maschine

15 Sicherheitsfunktionen im Umrichter Safe-limited Speed (SLS) 1 0 n Aktivierung Zeitverzögerung Reaktionszeit Sichere Drehzahl t STO 0 Sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS) t Antrieb wird mit dieser Funktion auf Einhaltung einer definierten Maximalgeschwindigkeit überwacht sichere Abschaltung bei Überschreiten des Geschwindigkeitsgrenzwertes ABB Group June 6, 2011 Slide 15

16 Sicherheitsfunktionen im Umrichter Weitere Sicherheitsfunktionen mit Umrichter Safe Brake Control (SBC) Sichere Bremsenansteuerung Safe Direction (SDI) Sichere Bewegungsrichtung

17 Produktesortiment Niederspannungsasynchronantriebe Niederspannungsmotoren M3 0, kw Kompaktmotoren HDP Frequenzumrichter ACS 0, kw

18 Produktesortiment Niederspannungsgleichstromantriebe Gleichstrommotoren DMI 0, kw Thyristorstromrichter DCS 0, kw

19 Produktesortiment Mittelspannungsantriebe Mittelspannungsmotoren 250 kw..50 MW Frequenzumrichter ACS 250 kw..50 MW

20 Effizient und verträglich Zusammenfassung Pumpen und Lüfter sind die häufigsten Motorapplikationen Regeln Sie grundsätzlich mit einen Umrichter Vermeiden Sie Überdimensionierungen Wählen Sie bei Bremsbetrieb die richtige Technik Beurteilen Sie die Netzverhältnisse frühzeitig Setzen Sie die richtigen EMV-Filter ein Verwenden Sie geschirmte Kabel und achten Sie auf die Verlegung

21 ABB s Vision Power and productivity for a better world ABB ( ist führend in Power und Automation Technologien, was unseren Kunden ermöglicht, Ihre Anlagen zu optimieren, bei gleichzeitig nachhaltiger Reduzierung der Umweltbelastung.

22