DER KONSTRUKTEUR 11/2017

ANTRIEBSTECHNIK
Das Thema Energiesparen
ist in der elektrischen
Antriebstechnik
eigentlich ein alter Hut
und lange Pflicht – so
könnte man meinen;
IE2- und IE3-Motoren,
demnächst
IE4-Motoren und
Systemwirkungsgrade.
Trotzdem ist das
Einsparpotenzial immer
noch enorm.
DA GEHT NOCH WAS!
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Bei der Beschaffung elektrischer Antriebe wird die Energieeffizienz
immer noch zu wenig berücksichtigt, schließlich
kostet sie hier erst einmal Geld. Auf die Lebensdauer
gerechnet, zahlt sich das bei der Einsparung in den
Betriebskosten aus, aber die Lebenszykluskosten eines elektrischen
Antriebs werden nur selten ermittelt. Außerdem sind auf den Energieverbrauch
optimierte Anlagen in der Regel aufwändiger in der
Entwicklung und in der Fertigung.
Dabei hat das Einsparen von elektrischer Energie nur positive
Effekte. Der Ressourcenverbrauch wird reduziert, die Leitungen
werden geschont und können kleiner dimensioniert werden, das
schont ebenfalls Ressourcen. Die Maschinen erhitzen nicht mehr
so stark und somit verlängert sich deren Lebensdauer und auch die
der vorgeschalteten Elektronik.
Im Bereich von Nutzfahrzeugen aller Art, besonders aber bei vollelektrifizierten,
bedeutet eine höhere Effizienz zusätzlich eine
Entlastung der Speichermedien, sowie eine größere Reichweite.
Dort spielt auch das Gewicht und die Baugröße eine besondere
Rolle. Denn Platz ist oft nur eingeschränkt vorhanden und nicht
vorhandene Masse muss auch nicht bewegt werden, reduziert den
Verbrauch also zusätzlich.
MEHR MOTORENVIELFALT
In vielen Applikationsbereichen hat die Entwicklung, sich von der
standardisierten Asynchronmaschine zu lösen, gerade erst begonnen.
Verschiedene Hersteller stellen unterschiedliche Konzepte vor und die
Vielfalt der zum Einsatz kommenden Motoren wird größer. Eines ist
jedoch sicher: Die Stern-Dreieck-Schaltung oder der direkte Anlauf am
Drehstromnetz werden seltener, komplexe Systeme mit Frequenzumrichter
werden mehr. Für jeden Motor der viel im Teillastbereich
arbeitet, macht es Sinn, über eine solche Lösung nachzudenken.
Ebenso für Motoren mit hoher Grundlast. Was übrig bleibt, sind Motoren
mit geringer Einschaltdauer, wie zum Beispiel Stellantriebe zur
Formatverstellung oder für Anpassungen an den laufenden Prozess.
KREATIVE KONSTRUKTION GEFRAGT
Ein Beispiel für eine solche geregelte Antriebsalternative ist die
permanenterregte Synchronmaschine. Sie spielt heute bei der Elektrifizierung
von Nutzfahrzeugen eine große Rolle, aber auch für
industrielle Anwendungen ist ihr Einsatz äußerst interessant. An
Kompaktheit ist der permanenterregte Synchronmotor derzeit nicht
zu unterbieten und er hat mit einem Wirkungsgrad von bis zu 98 %
die höchste Effizienz aller Motoren. Eine intelligente, kreative Konstruktion
der Anlagen ist dabei gefragt. Oberflächenkühlung, Flüssigkeitskühlung,
Konvektion, eigenbelüftet mit Kühlrippen oder Fremdlüfter,
das optimale Verfahren muss gefunden und angewandt
DIE PERMANENTERREGTEN SYN-
CHRONMOTOREN DER SERIE MPM
SIND EXTREM KOMPAKT GEBAUT
werden. Gerade die eigenbelüftete Bauform (Serie MPM) mit Kühlrippen
bietet hier neue Ansätze. Sowohl in puncto Kompaktheit als
auch in der Anwendung. Sie vereint die vorteilhaften Eigenschaften
des Synchron-Servomotors und der klassischen Asynchronmaschine:
n hohe Dynamik (mehrfache Überlastfähigkeit)
n hohe Effizienz im Verbrauch (IE4)
n hohe Effizienz in der Kühlung (Eigenkühlung)
n sehr kompakte Bauform (bis zu zwei Baugrößen kleiner als IE3-
Motoren, bis zu drei Baugrößen kleiner als Reluktanzmotoren)
FÜR DIE ZUKUNFT GERÜSTET
Um den Herausforderungen in Zukunft begegnen zu können, ist von
Antriebsherstellern eine flexible Fertigung mit hohen Qualitätsanforderungen
gefragt. Die Merkes GmbH in Solingen ist seit über 20
Jahren Spezialist für elektrische Motoren. Merkes Motoren werden
in der EU gefertigt und erfüllen diese Anforderungen bereits heute.
Als Partner für OEMs liefert der Anbieter permanenterregte Servomotoren
in unterschiedlichste Anwendungen im industriellen
Bereich, aber auch im Nutzfahrzeugsektor. Individuelle Motorlösungen
mit kurzen Lieferzeiten sind dabei eher die Regel als die
Ausnahme. Der Kunde wird dabei vom ersten Gespräch über den
Prototypen bis zur Serienfertigung kompetent begleitet.
www.merkes.de
Autor: Jörg Flesch, Merkes GmbH
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