antriebstechnik 3/2018

UMRICHTERTECHNIK
Line Module
Motor Module
Luft/
Wasserkühler
oder
Wasser/
Wasserkühler
Luft/Wasser-
Wärmetauscher
Motor
Steuereinheit
Temp
TCI
Druck
PT
3-Wege-
Ventil
TIAH
Raumluft
Filter
Überdruckventil
max.
Systemdruck
600 kPa
Pumpen
Ausgleichsgefäß
Druck
Option
PT
G_D213_DE_00113
01 Durch Verwendung neuer Materialien können Motor
und Frequenzumrichter am gleichen Kühlkreislauf
betrieben werden
02 Aufgrund eines gemeinsamen Wasser-Kühlkreislauf beim kompletten Antrieb
ergeben sich Vorteile in Bezug auf Engineering, Platzbedarf, Kosten und Service
tungsmerkmale der Geräte fast identisch wie
bisher sind. Der Mehrwert, der sich für Anwender
daraus ergibt, ist groß: So lässt sich
der üblicherweise benötigte Wärmetauscher
einsparen, der i. d. R. direkt am Umrichter
platziert wird. In der Praxis heißt das: Statt
einem Schrank von etwa 1 m Breite genügt
nun ein Schrank mit etwa 0,4 m, in dem sich
ein Filter zur Wasseraufbereitung befindet.
Siemens empfiehlt einen rückspülbaren
Feinfilter mit 100 µm Filterrate. Über eine
Zeitsteuerung oder bei Erreichen der maximalen
Verschmutzung wird die Rückspüleinheit
aktiviert und der Filter wird regeneriert.
Zusätzlich empfiehlt Siemens die Installation
eines 3-Wege-Ventilsystems, um das Risiko
einer Betauung bei hoher Umgebungstemperatur
zu vermeiden. Auch aus wirtschaftlicher
Sicht ist damit nur etwa die Hälfte der
sonst notwendigen Investition für das bisher
genutzte, geschlossene Kühlsystem nötig.
Bessere Gesamtlösung durch
konstruktive Vereinfachungen
Und noch ein Detail macht den Unterschied:
Während beim dezentral am Frequenzumrichter
installierten Flüssigkeitskühlsystem
bisher ein kompletter Luftabschluss
gegeben war, ist nun bei der zentral
organisierten Kühlwasser-Gerätekühlung
ein Sauerstoffeintrag zulässig. Die Konsequenz
daraus ist, dass der Ausgleichsbehälter
mit Wasser oben offen sein kann und
somit konstruktiv eine deutliche Vereinfachung
zur bisherigen Lösung darstellt.
Konstruktiv einfach ist auch die Leitungsführung
zu den einzelnen Frequenzumrichtern,
die direkt – also ohne Entkopplung
– angeschlossen werden. Bei mehreren
Geräten in einem Kühlkreislauf stellt sich
der notwendige Volumenstrom automatisch
ein. Je nach Chassis-Gerätegröße sind
das zwischen 9 und 27 l/min. Durch die
03 Statt eines
ca. 1 m breiten
Schranks (rechts
im Bild) muss
gegebenenfalls
nur noch ein
schmaler Schrank
für den empfohlenen
Rückspülfilter
vorgesehen
werden
Wasserkühlung erreichen die Geräte eine
Leistungsdichte, wie sie im Markt ihresgleichen
sucht.
Ab 250 kW gibt es sie nun mit der neuen
Kühlungsvariante für den Einsatz in der Industrie
gebräuchlichem Wasser. Unterhalb
dieser Leistungsgrenze besitzen die Geräte
schon immer statt der Kühlleitung aus Kupfer-Nickel-Legierung
Leitungsführungen
aus Edelstahl. Beide sind für den Einsatz
mit direkter Wärmeabfuhr in den gemeinsamen
Kühlkreislauf geeignet. Passend dazu
gibt es nun Active Infeeds zur Einspeisung
bzw. Motor Modules, die statt
Aluminium ebenfalls den Kupfer-Nickel-
Werkstoff verwenden, und so für die Wasserkühlung
im gemeinsamen Kreislauf
geeignet sind. Das zeigt: Gemäß dem IDS-
Grundsatz hat Siemens auch hier großen
Wert auf Systemdurchgängigkeit gelegt und
alle notwendigen Komponenten für die
direkte Wärmeabfuhr im gemeinsamen
Kühlkreislauf ertüchtigt.
IDS-Strategie: Wasserkühlung
für komplette Antriebslösungen
Mit der Entwicklung der neuen Frequenzumrichter
Sinamics S120 in Chassis-Bauform
für große Leistungen (315–5 700 kW)
hat Siemens einen weiteren wichtigen
Schritt in Richtung Systemverfügbarkeit,
Effizienzerhöhung und Wirtschaftlichkeit
getan. In Verbindung mit den wassergekühlten
Motoren Simotics FD sind Anwender
nun in der Lage, kompakte, energieeffiziente
und leistungsfähige Antriebslösungen
zu entwickeln, die auf Standardkomponenten
basieren. Insofern ist ein gemeinsamer
Kühlkreislauf für Anlage, Motor und
Umrichter möglich, was sich auch in Bezug
auf Engineering und Wirtschaftlichkeit
positiv auswirkt.
Durch Verwendung eines gemeinsamen
Kühlsystems, das vollständig auf Inhibitoren
verzichtet, erweist sich eine solche
Lösung als service- und umweltfreundlich.
Hinzu kommt, dass Ausgleichsbehälter
offen ausgeführt sein können,
sodass auch hier nur wenig Detailarbeit
bezüglich Engineering und Installation
erforderlich ist. Mit den Frequenzumrichtern
Sinamics S120 für die Wasserkühlung
in einem gemeinsamen Kreislauf
belegt Siemens erneut seine Strategie
der Durchgängigkeit.
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