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Bildquelle: alle Bilder Frizlen<br />
TECHNIK Feldebene<br />
Bremswiderstand oder Rückspeisung<br />
Suche nach der<br />
besseren Alternative<br />
In der elektrischen Antriebstechnik wird die Rückspeisung von elektrischer Energie ins<br />
Netz beim Abbremsen als die Energiespar-Lösung gehandelt. Doch dies muss nicht<br />
zwangsläufig in allen Fällen sinnvoll sein – der klassische Bremswiderstand wäre oft die<br />
bessere Alternative.<br />
In der elektrischen Antriebstechnik<br />
kommen heute häufig Servomotoren<br />
zum Einsatz, die von Frequenzumrichtern<br />
angesteuert werden. Über einen<br />
Gleichrichter, einen Gleichstromzwischenkreis<br />
und einen anschließenden<br />
Wechselrichter können die Drehzahl und<br />
das Drehmoment des Motors präzise geregelt<br />
werden. Im sogenannten Vierquadranten-Betrieb<br />
kann der Frequenzum-<br />
54 <strong>IEE</strong> • 5-2011<br />
Leistungswiderstände kommen in<br />
unterschiedlichen Anwendungen,<br />
beispielsweise als Bremswiderstände<br />
in der elektrischen Antriebstechnik,<br />
zum Einsatz.<br />
richter den Motor in beide Drehrichtungen<br />
sowohl beschleunigen als auch abbremsen.<br />
Beim Bremsen wird dabei Energie<br />
in den Zwischenkreis zurück gespeist.<br />
Da der Zwischenkreis nicht unbeschränkt<br />
Energie aufnehmen kann, wird<br />
diese – falls es der Umrichter zulässt – ins<br />
Netz rückgespeist. Alternativ kommt ein<br />
Bremschopper zum Einsatz, der bei Bedarf<br />
Energie in einem angeschlossenen<br />
Bremswiderstand in Wärme umwandelt.<br />
Wirtschaftliche Alternative<br />
Energierückspeisung ins Netz scheint generell<br />
eine gute Idee zu sein. Statt die überschüssige<br />
Energie einfach in einem Bremswiderstand<br />
zu verheizen, lässt sie sich in<br />
anderen Verbrauchern sinnvoll einsetzen.<br />
Dass die Rückspeisung aber nicht in allen<br />
Fällen die günstigste Alternative ist, lässt<br />
sich mit einem Blick auf die gesamte Wirtschaftlichkeit<br />
erkennen. Zunächst einmal<br />
ist ein rückspeisefähiger Vierquadranten-<br />
Umrichter in der Regel teurer als ein vergleichbarer<br />
Umrichter mit Bremschopper<br />
und Bremswiderstand. Zusätzlich sollte<br />
bedacht werden, dass die zusätzlichen gesteuerten<br />
Leistungshalbleiter im Regelbetrieb<br />
zu einer höheren Verlustleistung<br />
führen. Ein rückspeisefähiger Umrichter<br />
rechnet sich also nur dann, wenn regelmäßige<br />
Beschleunigungs- und Bremszyklen<br />
auftreten. In jedem Fall sollte die wirtschaftliche<br />
Betrachtung alle Faktoren,<br />
wie Anschaffungskosten, Betriebskosten,<br />
Verluste im Regelbetrieb und mögliche<br />
Energieeinsparung durch Rückspeisung,<br />
detailliert berücksichtigen.<br />
Einige Anwendungen lassen sich ohne<br />
Bremswiderstände kaum oder nur schwer<br />
realisieren. Dazu gehören beispielsweise<br />
Anwendungen, in denen ein Not-Aus realisiert<br />
werden muss. So sind bestimmte<br />
Anlagenteile innerhalb vorgeschriebener<br />
Zeiten gefährdungsfrei still zu setzen,<br />
wenn ein Notfall eintritt beziehungsweise<br />
ein Not-Aus betätigt wird. Eine Rückspeisung<br />
ist in solchen Anwendungen wirtschaftlich<br />
kaum sinnvoll, da nur im Notfall<br />
– also sehr selten – Energie ins Netz<br />
zurückgespeist würde. Ganz abgesehen<br />
von der Situation, dass im Notfall eventuell<br />
gar kein Netz für eine Rückspeisung
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