Der Konstrukteur - Antreiben - Steuern - Bewegen - 2023

MOTOREN UND STEUERUNGEN
MEHR ALS NUR
ENERGIE SPAREN
Klimaschutz durch höhere Energieeffizienz ist
das große populäre Ziel, Kostenreduktion trotz der
steigenden Energiekosten das betriebliche.
Dazu kommen das positiv besetzte grüne Image und
eine Antwort auf die Zwänge eines Energiemanagementsystems
nach DIN 50001. Zumindest bei
elektrischen Antrieben mit häufigen Geschwindigkeitsund
Richtungswechseln oder Start-Stopp-Betrieb
gelingt diese Quadratur des Kreises sehr einfach –
durch den Einsatz aktiver Energiemanagementgeräte.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Im Alltag angekommen ist das Thema Rekuperation durch Elektroautos.
Mittlerweile ist es bekannt, dass der Elektromotor des
Autos bei jedem Abbremsen elektrische Energie erzeugt, die
in seine Batterie eingespeist wird. Damit wird die Reichweite
zum Teil deutlich verlängert. Seit 2010 bietet Koch aktive Energiemanagementsysteme
an, die die gleiche Funktion in stationären
Maschinen erfüllen. Allerdings geschieht dies dort auf Basis von
Elektrolyt- und Doppelschichtkondensatoren deutlich dynamischer
und stabil für Wiederholungen von über 100 Millionen Mal.
HOHE KOSTENEINSPARUNGEN MÖGLICH
Die politisch geforderte Reduktion des Energieverbrauchs ist in
den Vordergrund der Argumentation gerückt, auch wenn es im
Winter keine Mangellage gegeben hat. Schließlich ist die Erhöhung
der Energieeffizienz von Maschinen kein Ziel um ihrer
selbst willen, sondern ein erstrangiges Mittel, um Betriebskosten
zu reduzieren. Die Amortisationszeiten, also die Höhe der Investition
in Bezug auf die möglichen Einsparungen, sind nach wie vor
entscheidend bei der Beurteilung eines Investitionsprojektes. Im
Fall aktiver Energiemanagementgeräte für elektrische Antriebe
hängt die Investitionshöhe direkt ab von der Leistung und der
Energiemenge, die Einsparung von Energie und damit Energiekosten
von der Häufigkeit und der Energiemenge der Rekuperationsereignisse.
Diesen sehr maschinenspezifischen Verhältnissen
wird Koch mit einem modularen System gerecht, das eine abgestufte
Variabilität in Leistung und Energiemenge ermöglicht. Pxt
nennt sich das System vielsagend wie „Leistung mal Zeit“, das herstellerunabhängig
zu fast jedem Antriebssystem passt.
Bei hohen Wiederholraten von Start-Stopp-Vorgängen wie etwa
bei Pressen oder Stanzen, bei denen auch aufgrund der Qualität
der eingesetzten Mechanik wenige Verluste entstehen, können
Einsparungen von bis zu 50 Prozent erreicht werden. Bei realen
Robotikanwendungen in diversen Aufgaben im Karosseriebau von
Automobilen sind durchschnittlich 15 Prozent Einsparungen be-
legt, mit Spitzenwerten von über 20 Prozent. Das Einsparpotential
differiert stark von Anwendung zu Anwendung. Auch für die Anpassung
an diese unterschiedlichen Applikationsanforderungen
von klein bis groß ist das modulare System von Koch von Vorteil.
Es reicht von Schuhschachtelgröße in Form des PxtFX (maximal
18 kVA Leistung, 2 kJ Energie) durchgängig bis zu größeren,
modular aufgebauten Schaltschrankeinheiten KTS (384 kVA/3 MJ).
ENERGIEEFFIZIENZ SCHNELL NEBENSACHE
Energieeffizienz tritt sogar in den Hintergrund, wenn die Produktivität
mit Pxt anderweitig gesteigert werden kann. Die Geräte der
Pxt-Familie haben eine ausgleichende, also schonende Wirkung
auf die Antriebselektronik, deren Lebensdauer sich somit laut Hersteller
deutlich verlängert. Oder es wird der Einsatz eines an sich
knapp kalkulierten Umrichters überhaupt erst ermöglicht. Zudem
sind höhere Geschwindigkeiten beziehungsweise geringere Taktzeiten
erzielbar. Ebenso kann ein höheres Spannungsniveau im
Zwischenkreis erreicht werden, das bessere und zuverlässigere Beschleunigungswerte
bringt. Es kann in der Folge sein, dass statt
der Elektronik die Mechanik der Maschine zum begrenzenden
Faktor wird. Im Presswerk kann so zum Beispiel die Ausbringungsmenge
um über zehn Prozent erhöht werden.
Die höhere Energieeffizienz ist bei einem derartig hohen Produktivitätsgewinn
eine nette Dreingabe. Gleichzeitig ist der Zusammenhang
zwischen Geschwindigkeitserhöhung und Energieeffizienz
mit dem Einsatz der Pxt-Geräte von Koch bemerkenswert: Je
kürzer die Taktzeiten, also je schneller die Geschwindigkeits- und
Richtungswechsel durchgeführt werden, desto höher sind auch die
Einsparungseffekte bei der Energie. Oder: Die aktiven Energiemanagementgeräte
der Pxt-Familie ermöglichen eine höhere Produktivität
bei gleichzeitig höherer Energieeinsparung. So macht es
auch Sinn, selbst Einzelanwendungen in einem hochstandardisierten,
eventuell sogar internationalen Produktionsverbund speziell
zu analysieren und auszurüsten.
18 DER KONSTRUKTEUR 2023 / ASB www.derkonstrukteur.de