Jan Krückel, ABB Schweiz AG, Industrieautomation / Motor Summit 14, Praxiserfahrungen mit effizienten Antriebssystemen

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1 Jan Krückel, ABB Schweiz AG, Industrieautomation / Motor Summit 14, Praxiserfahrungen mit effizienten Antriebssystemen

2 Agenda Praxiserfahrungen mit effizienten Antriebssystemen Motoren Synchronreluktanztechnologie Frequenzumrichter Safety-Funktionen CoDeSys Programmierung DC-Zwischenkreisverbund Rückspeisefähig Auswahltool für Motoren nach Global MEPS und Effizienz ABB Group October 15, 2014 Slide 2

3 ABB Power and Productivity for a Better World ~150,000 Standorte in über100 Mitarbeiter 5 Divisionen Ländern > ~ $ 40 Milliarden Umsatzerlöse (2013) ~$ 50 Milliarden Marktkapitalisierung $ 1,5 Milliarden für F & E (2013)

4 UN-Initiative Sustainable Energy for ALL ABB tritt UN-Netzwerk zur Förderung energieeffizienter Technologien bei Zürich, Schweiz, 23. September 2014 Wie ABB heute auf dem Klimagipfel der Vereinten Nationen in New York bekannt gegeben hat, tritt das Unternehmen der UN-Initiative "Sustainable Energy for All" (SE4ALL, Erneuerbare Energie für Alle) bei. ABB wird die Vereinten Nationen mit Fachwissen zu energieeffizienten Motoren und Transformatoren unterstützen, um Regierungen bei der Entwicklung politischer Massnahmen zur Beschleunigung von Energieeinsparungen zu helfen. ABB October 15, 2014 Slide 4

5 Energieeinsparpotential bei Elektromotoren Synchronreluktanzmotor 100 % I 2 R- Rotor Andere 60 % Andere I 2 R- Stator High Efficiency SynRM Traditioneller Induktionsmotor I 2 R- Stator Verluste % Andere I 2 R- Stator High Output SynRM ABB Group October 15, 2014 Slide 5

6 Antriebspakete im Vergleich Synchronreluktanz - IE2 Asynchronsystem 15 kw 1500 min-1 Antriebssystem - Pumpen/ Lüfter Betriebsart P/Pn Effizienz rpm Leistungskurve Pumpe/Lüfter ABB IE4 SynRM & Frequenzumrichter IE2 Asynchronmotor & Frequenzumrichter ABB Group October 15, 2014 Slide 6

7 Referenzprojekte Energieeffizienz Schweiz USZ Universitätsspital Zürich Kundenbedürfnis Nachhaltige Reduktion des Gesamtenergieverbrauchs um 1.5% p.a. Projekt zur Steigerung der Energieeffizienz von Lüftungsanlagen ABB / Authorized Value Provider 1 zu 1 Austausch eines redundanten Antriebssystem von je 2 Lüftungsanlagen mit Synchronreluktanzmotoren und FU (15/18.5 kw) Kundenvorteile Erfolgreiches Austauschprojekt ohne mechanischen Umbau Reduktion Energieverbrauch um >6% / 3000 CHF p.a. Beitrag zur Erfüllung Zielvereinbarungen mit kantonaler Behörde ABB Group October 15, 2014 Slide 7

8 Referenzprojekte Energieeffizienz Schweiz Habasit, Reinach, BL Kundenbedürfnis Ersatz alter Lüftungsanlagen in der Produktion Erhöhung Verfügbarkeit, Lösung Ersatzteilproblematik Signifikante Reduktion des Energieverbrauches Ersatz Getriebe mit effizientem Riemenantrieb ABB Lieferumfang Austausch Antriebssystem von prozesskritischen Lüftungsanlagen mit sechs Synchronreluktanzmotoren und FU (IE4-Paket) Ergebnisse / Kundenvorteile Reduktion Energieverbrauch >140 MWh / 17 KCHF p.a. (> 40%) Beitrag zur Erfüllung Zielvereinbarungen mit EnAW ABB Group October 15, 2014 Slide 8

9 Einblicke mittels Wärmebild Übermässige Erwärmung verringert die Lebensdauer unbekannt 10% Rotor 5% Kupplung2 % extern 16% ASM Lager 51% Wicklung 16% Im Nennbetrieb nach 4 Stunden Lager und Wicklungsfehler summieren sich auf 2/3 der Ausfallgründe¹ October 15, 2014 Slide 9

10 Einsparpotential vom Engineering bis zum Betrieb Ihr Nutzen beim Industrial Drive ACS880 (0.55 kw 6 MW) Für effizientes Engineering Volle Kompatibilität mit dem Prozess Modular in der Hardware Flexibel in der Software Für schnelle Inbetriebsetzungen Intuitive Bedienung Intelligente Assistenten Für verbesserte Anlageoptimierung und Wartung Wartungsfunktionen Ferndiagnostik October 15, 2014 Slide 10

11 Drives Antriebe von Heute können mehr als nur Energieeffizienz! ABB October 15, 2014 Slide 11

12 ABB Industrial Drive ACS880 Funktionen nach EN Safety function active STO - Safe torque- off (Category 0 Stop) n Speed 0 no motor torque time Coast stop t SMS Safe Maximum Speed n SS1 Safe stop 1 (Category 1 Stop) SLS Safely-limited speed n Speed 0 n Speed ramp monitor / time delay Safe torque off (STO) - no motor torque Ramp stop t Speed monitoring SBC Safe Brake Control 0 Output A Output B ON OFF ON OFF + feedback Permanent overspeed monitoring + M 0 time t FSO-11 SAFETY MODULE BRAKE RELAY MECHANICAL BRAKE ABB October 15, 2014 Slide 12

13 Referenzprojekte Energieeffizienz Schweiz Bayard Reputech, Beckenried, NW Kundenbedürfnis Modular und flexibler Antrieb im Bereich der Funktionalität Antrieb mit integrierten Sicherheitsfunktionen (Personentransport) Antrieb in hoher Schutzart Antrieb mit hoher Performance und Positionsauswertung ABB Lieferumfang Antrieb welcher die komplette Steuerung und I/O Verarbeitung übernimmt Ergebnisse / Kundenvorteile Reduzierte Investitionskosten durch Reduktion der verwendeten Komponenten Effizienteres Engineering durch einfacheres Elektro design und ein benötigtes Programmiertool Keine Schnittstellen zwischen verschiedenen Steuerungen ABB Group October 15, 2014 Slide 13

14 Drives Antriebe von Heute können mehr! ABB October 15, 2014 Slide 14

15 Energie sparen mit Multidrive-Antrieben Direkter Energieaustausch anstelle Widerstandsbremsung Energieoptimierung von Mehrmotoren-Antrieben Höhere Systemeffizienz dank direktem Energieaustausch Bremsbetrieb ohne Widerstandsbremsung ABB October 15, 2014 Slide 15

16 Projekt Zuckerzentrifuge Multidrive anstelle Singledrive Umrüstung von 6 Zentrifugen mit je 200 kw von Motoren mit zwei Drehzahlen auf Frequenumrichterbetrieb Energieausgleich im DC-Zwischenkreis des Multidrive- Systems Energie der bremsenden Zentrifuge wird von der beschleunigenden Zentrifuge aufgenommen Energieeinsparung MWh / a CO 2 -Reduktion: Tonnen / a Weitere Vorteile: Optimale Drehzahl für Prozess Weniger Blindleistungsaufnahme ABB October 15, 2014 Slide 16

17 Energie sparen mit rückspeisefähigen Antrieben Projekt Zellstoff-Fabrik Pumpe Drosselung Lagerturm Behälter Regelung einer Kreiselpumpe zur Stoffaufbereitung -> Verzicht auf Drosselung Stoffpumpe pumpt Zellstoff aus einem Dünnstoff-Lagerturm über eine Rohrleitung in einen Dünnstoffbehälter Füllstand im Lagerturm variiert zwischen 0 und 49 Meter, damit auch einen variierenden Vordruck Stoffdichte im Lagerturm beträgt 10 Prozent und wird vor der Kreiselpumpe durch Zugabe von Wasser auf 5 Prozent verdünnt ABB October 15, 2014 Slide 17

18 Energie sparen mit rückspeisefähigen Antrieben Projekt Zellstoff-Fabrik Bei vollem Dünnstoff-Lagerturm (Lagerkapazität cm³) entsteht Vordruck von ca. 5 bar Im Vordruck entstehende Energie kann für Netzrückspeisung genutzt werden Einlauf des Dünnstoffbehälters liegt etwa 8 Meter höher als die Pumpenwelle Pumpe muss etwa 1 bar als Gegendruck aufbringen Bei vollem Behälter stehen somit rund 4 bar an Druck zur Verfügung, um Energie ins Netz zurück Zuspeisen. Pumpe entnimmt erst Energie aus dem Netz, wenn der Füllstanddruck im Vorratsbehälter auf circa 1 bar gesunken ist ABB October 15, 2014 Slide 18

19 Energie sparen mit rückspeisefähigen Antrieben Projekt Zellstoff-Fabrik Ergebnisse der Berechnung, jährliches Einsparpotenzial (inkl. Netzrückspeisung): Energieeinsparung 565 MWh/ a Stromkosteneinsparung EUR/ a Amortisationszeit 1,3 Jahr CO2-Reduktion 253 t ABB October 15, 2014 Slide 19

20 Optimizer Onlinetool zur Motorenwahl

21 Ansprechpartner Jan Krückel Leiter Produktmanagement und Applikationen Automation, Motors und Drives ABB Schweiz AG, Industrieautomation Brown Boveri Platz 3, CH-5400 Baden, Schweiz Telefon: Contact Center:

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