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DER KONSTRUKTEUR 10/2016

DER KONSTRUKTEUR 10/2016

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK Wirkungsgrad und Branchenanforderungen im Blick Hocheffiziente Elektromotoren für Branchen mit hohen Hygienestandards In allen Industriezweigen müssen Kosten reduziert und die Effizienz gesteigert werden. Allerdings ist das für manche Sektoren schwieriger als für andere. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn Anforderungen von Reinräumen zu erfüllen sind, explosionsgefährdete Umgebungen vorliegen oder hohe Hygienestandards vorgegeben sind. Dass 70 % des industriellen Energieverbrauchs auf das Konto von Elektromotoren gehen, ist weithin bekannt. Aber nur wenige wissen, dass die Lebensdauerkosten von Elektromotoren zu 96 % Energiekosten sind. Hieran zeigt sich, wie wichtig es ist, im Rahmen der Gesamtbetriebskostenbetrachtung die Anschaffungskosten ins Verhältnis zur Gesamteffizienz zu setzen. Selbstverständlich hat die Sicherheit immer die höchste Priorität. Dabei verzichtet man jedoch unter Umständen auf das große Energiesparpotenzial effizienter Elektromotorenkonzepte. Bei ATEX-Zulassung sind die gesetzlichen Mindestwirkungsgrade gegenüber den Sicherheitsanforderungen nachrangig, sodass diese Motoren denen für Standardanwendungen in puncto Effizienz hinterherhinken. Aufgrund der hohen Hygienestandards in Branchen, wie z. B. der Pharmazie, müssen hier in der Regel Spezialkomponenten eingesetzt werden, die einen hygienischen Betrieb ohne Verunreinigungsrisiko gewährleisten. Da sich bei Spezialkomponenten die F&E-Investitionen in der Regel langsamer amortisieren als bei herkömmlichen Motorkomponenten, dauert es hier oft länger, bis die neuesten Effizienzfortschritte auch diesen Bereich erreichen. Aus diesem Grund gibt es wenige Getriebemotoren der Effizienzklasse IE4 Super Premium Efficiency, die für diese Anwendungsgebiete geeignet sind. PMS-Getriebemotoren in Edelstahl Die Bauer Gear Motor GmbH hat daher zwei ihrer bewährten Technologien zusammengeführt – Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) und aseptische Antriebe – und einen Getriebemotor aus Edelstahl entwickelt, der sich neben der Effizienzklasse IE4 durch die hohe Festigkeit und Beständigkeit seines Werkstoffes auszeichnet. Er kommt ohne Lüfter und Kühlrippen aus, ist hierdurch zuverlässig dicht und beugt Schmutzwasseransammlungen vor. Besonders unter Teillastbedingungen sind Motoren der PMSM-Bauart deutlich effizienter als Induktionsmotoren und erreichen extrem hohe Wirkungsgrade im Nennbetrieb. In Praxisanwendungen konnte Die PMS-Getriebemotoren zeichnen sich neben der Effizienzklasse IE4 durch ihr Hygienic Design aus nachgewiesen werden, dass im Vergleich zu herkömmlichen IE2-Asynchronmotoren Energieeinsparungen von bis zu 40 Prozent möglich sind. Aseptische PMS- Getriebemotoren Aseptische Antriebe sind speziell für Anwendungen ausgelegt, in denen die Umgebung durch regelmäßige Nassreinigungen einwandfrei sauber gehalten werden muss. Wie die Edelstahlversion kommt der Motor ohne Lüfter und Kühlrippen aus und hat ein vollkommen glattes Außengehäuse mit abgedichtetem B-Lagerschild. Kennzeichnend für diese Bauart ist außerdem die hohe Schutzart (bis zu IP69K), eine Spezialausführung für Nassreinigungsanwendungen, bei denen mit heißem Wasser und hohen Drücken gearbeitet wird. Darüber hinaus ist der aseptische Antrieb mit einer säure- und laugenbeständigen Lackierung versehen, der Chemikalien im pH-Wert-Bereich 2–12 nichts ausmachen. Vorteile der PMS-Motoren Die Synchronbauweise der PMSM bedeutet nicht nur eine bessere Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Leistung, sondern hat auch den Vorteil hoher Drehzahlkonstanz, unabhängig von der Last. Das heißt, dass die Motordrehzahl auch bei Lastschwankungen oder im Falle eines Spannungsabfalls nicht variiert, solange die Netzfrequenz konstant gehalten wird. Die Bauer-Ingenieure haben eine Motor/ Getriebe-Kombination entwickelt, die sowohl Hygiene- als auch Effizienzanforderungen erfüllt, wobei die jüngsten IE4-Motoren eine erstklassige Ausgangsbasis bilden. Eine Gesamtbetriebskostenbetrachtung dieser Kombination ergab, dass sich die Anfangsinvestition durch die erwirtschafteten Einsparungen schnell amortisiert. www.bauergears.com 48 Der Konstrukteur 10/2016

ANTRIEBSTECHNIK Individualisierte Prüfstandslösungen für Hybridantriebe In der Serienfertigung sind kurze Prüfzeiten für hohe Stückzahlen ebenso gefordert wie Flexibilität bezüglich Typen- und ECU-Varianten. Prüfpläne und Einzeltests müssen artikelspezifisch erstellt werden. Aus diesen Gründen entwickelt Vogelsang & Benning (aufbauend auf einem Basiskonzept) individualisierte Prüfstandslösungen für Hybridantriebe. Mit den Prüfanlagen, die sich vollständig in den Fertigungsprozess integrieren lassen, können Hersteller Produktprüfungen mit einer erhöhten Genauigkeit zum Nachweis der Einhaltung aller vorgegebenen Richtlinien durchführen. www.vogelsangbenning.de Kompaktservomotoren mit Multiturngeber Die Kompaktservomotoren 8LV der Baugrößen 2 und 3 von B+R gibt es nun mit optionalem Multiturngeber ohne Batteriepufferung. Die Multiturnposition bleibt erhalten, auch wenn die Verbindung zwischen Antrieb und Motor getrennt wird. Eine Puffer-Batterie im Servoverstärker entfällt bei dieser Option. Aufgrund der neuen induktiven digitalen EnDat-2.2-FS-Geber stehen zahlreiche Safety- Funktionen zur Verfügung. Erhältlich sind die Motoren mit einem Flanschmaß von 40, 60 und 80 mm. In kompakter Bauweise können die Antriebseinheiten, die einen Leistungsbereich von 0,1 bis 1,3 kW abdecken, in enge Bauräume eingebaut werden. Wahlweise stehen die Motoren mit Getriebedirektanbau zur Verfügung. www.br-automation.com Effiziente Motoren für erhöhte Sicherheit Das Unternehmen WEG hat seine Motorenbaureihe W22X für explosionsgefährdete Bereiche um Modelle für erhöhte Sicherheit (Ex e) erweitert. Der W22Xe ist in den Energieeffizienzklassen IE2 und IE3 verfügbar und außerdem für den Einsatz in Verbindung mit Frequenzumrichtern zertifiziert. Damit können die Motoren z. B. in der Öl- und Gasindustrie oder der chemischen und pharmazeutischen Industrie helfen, Energiekosten zu reduzieren. Erhältlich sind die Modelle in Baugrößen von IEC 63 bis 355 mit Nennleistungen bis 250 kW. Darüber hinaus steht eine Variante bereit, die den Empfehlungen des deutschen Verbands der Industriellen Energie- und Kraftwirtschaft (VIK) entspricht. Die Motoren sind in Schutzarten bis IP66 erhältlich und bei Umgebungstemperaturen von -55 bis +60 °C einsetzbar. Das Kühlsystem umfasst u. a. Lüfter, die den Geräuschpegel reduzieren und gleichzeitig die Wärmeableitung verbessern. Integrierte massive Füße erhöhen die mechanische Festigkeit der Motoren. www.weg.net ∙ 97,78% Zeitersparnis durch extrem schnelle Montage ∙ Kein Bohren und Reiben, 100% weniger Späne ∙ Höchste Montagefreundlichkeit Sie haben noch Fragen? Wir beraten Sie gern: Tel. +49 7931 493-10800 Große Erfindungen zeigen sich im Detail. INIRA pinning revolutioniert das Verstiften von Zahnstangen. Besuchen Sie uns auf der Motek in Stuttgart, vom 10.–13. Oktober 2016, Halle 8, Stand 8121 WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme Mehr zu INIRA pinning und weiteren innovativen Konzepten für die effiziente Zahnstangen- Montage. www.wittenstein-alpha.de/INIRA alpha

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