antriebstechnik 5/2018

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN
Mehr Energieeffizienz,
mehr Verfügbarkeit
Neue Hauptantriebe sorgen für Energieeffizienz in Holzwerkstoffpressen
Energieeffiziente Antriebssysteme
tragen in vielerlei Hinsicht dazu bei,
Anlagenbetreibern beachtliche
Vorteile zu erschließen. Sie senken
Produktionskosten und reduzieren
CO 2
-Emissionen. Zudem tragen sie
dazu bei, die Betriebskosten über
den gesamten Lebenszyklus einer
Anlage zu senken. Erfahren Sie, wie
die neuen Hauptantriebe von
Siempelkamp das bewerkstelligen.
Die Erhöhung der Energieeffizienz elektrischer
Antriebe ist in der EU mit den
Richtlinien 2009/125/EG und IEC60034-
30-1 vorgeschrieben. Diese verlangen seit
1. Januar 2017 die Einhaltung der gesetzlich
geforderten Mindestwirkungsgrade IE3
(Premium Efficiency) für Leistungen von
0,75 bis 375 kW. Die neue Normenreihe
DIN EN 50598 geht noch einen Schritt
weiter und betrachtet nicht nur Einzelkomponenten,
sondern die Energieeffizienz
kompletter Antriebssysteme [1; 2].
Diese Ziele erfordern neue Motorkonzepte,
wie z. B. Synchron-Reluktanz- oder noch
besser Synchron-Maschinen mit Permanentmagnet-Erregung
(PM-S).
Siempelkamp stellt sich diesen Herausforderungen
mit einem neuen Antriebskonzept.
Der international agierende Maschi-
Dr. Hans Fechner, Sprecher der Geschäftsführung,
G. Siempelkamp GmbH & Co. KG in Krefeld;
Petra Janßen, mechanische Konstruktion, Pedro
Robles-Malagrino, Gruppenleiter Projektmanagement
Automatisierungstechnologie, und Werner
Schischkowski, Leiter Automatisierungstechnologie;
Siempelkamp Maschinen- und Anlagenbau GmbH
in Krefeld und Dr. Jochen Schörner leitet das BJS
Ingenieurbüro in Vornbach
nen- und Anlagenbau-Spezialist hat sich
entschlossen, für die ContiRoll-Hauptantriebe
zukünftig neu entwickelte, mittelschnell
laufende PM-Synchronmaschinen
mit geringer übersetzenden Getrieben zu
verwenden – den ContiRoll Ecodrive. Dieses
Konzept ersetzt die bisherigen schnell
laufenden Asynchronmaschinen mit hochübersetzenden
Getrieben. Mittelschnell
laufende PM-Synchronmaschinen mit geringer
übersetzten Getrieben, erhöhen den
Gesamtwirkungsgrad und die Verfügbarkeit.
Zudem weisen sie eine bessere Regeldynamik
auf.
Anforderungen an die
Hauptantriebe
Die Haupt(walzen)antriebe der ContiRoll
müssen für das gesamte Produktspektrum
der Holzplatten ausgelegt werden, d. h. für
das größte Druckprofil bei „dicken“ Platten,
also größtes Bemessungsdrehmoment M N
und die größte Produktionsgeschwindigkeit
bei „dünnen“ Platten, also größte Bemessungsdrehzahl
n N
. Damit gilt für die Bemessungsleistung
P N
des Antriebs näherungsweise:
P N
~ M N
× n N
. Für die grundsätzlichen
Betrachtungen werden hier
eventuell größere Anfahrdrehmomente
M max
> M N
oder Feldschwächbereiche mit
n max
> n N
außer Acht gelassen.
Aus der Antriebsauslegung folgt, dass
die Hauptantriebe produktionstechnisch
überwiegend zwischen den beiden Grenzen
betrieben werden, d. h. im Teillastbereich.
Folglich muss ein energieeffizienter
Antrieb nicht nur im Bemessungs-,
sondern auch im Teillastbereich
einen sehr guten Wirkungsgrad aufweisen.
Dies bildet die Grundlage des neuen
Antriebskonzepts.
Vergleich der Antriebskonzepte
Energieeffizienz
Energetisch gesehen steht das Ecodrive-
System für folgende Vorteile (Tabelle 02):
n Getriebe: Die maximale Motorausgangsdrehzahl
ist mit 422 1/min deutlich geringer
als beim alten System. Damit kommt
man mit einem zweistufigen Getriebe im
Vergleich zu einem vier- oder fünfstufigen
aus. Dies führt zu weniger Zahneingriffen
und kleineren Planschverlusten der
schnell laufenden Stufen. Daraus resultieren
ein besserer Wirkungsgrad und
eine geringere Beanspruchung.
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