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DER KONSTRUKTEUR 7-8/2020

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DER KONSTRUKTEUR 7-8/2020

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK ENERGIEGELADEN Das Thema Bremsen ist äußerst energiegeladen – genau wie Michael Koch. Der dynamische Firmengründer beschäftigt sich im Rahmen seiner gleichnamigen GmbH seit 23 Jahren mit Bremsenergie. Dieses Jahr gibt es für das Unternehmen einiges zu feiern: das 10. Jubiläum seiner Produktsparte der aktiven Energiemanagementsysteme, eine neue Gerätefamilie ebendieser Systeme und den Bezug eines zusätzlichen Firmengebäudes. Und da man dies auch nach außen zeigen möchte, gab es gleich noch ein neues Corporate Design mit neuem Claim obendrauf. Für die Michael Koch GmbH ist 2020 ein ganz besonderes Jahr: Ihre aktiven Energiemanagementsysteme feiern Jubiläum. „Der Einstieg in die Elektronik vor 10 Jahren war für uns ein wichtiger Schritt, ein Meilenstein“, sagt Firmengründer Michael Koch und erklärt: „Seitdem hat sich viel verändert. Wir werden im Markt ganz anders wahrgenommen, man traut uns etwas zu. Vorher waren wir die mit den Bremswiderständen.“ DIE MIT DEN BREMSWIDERSTÄNDEN Und das kam so: 1997 hatte Michael Koch das Unternehmen – sein Fabrikle, wie die Firmenzentrale im baden-württembergischen Ubstadt-Weiher nicht nur von ihm liebevoll genannt wird, gegründet. Dahinter stand die Idee, Schaltschrankbrand zu verhüten mithilfe von sicheren, kompakten und speziell für den Umrichter betrieb entwickelten Bremswiderständen im Aluminiumgehäuse. „Unser Baukastensystem bietet heute eine Variationsbreite von über 60 000 Widerständen von 10 W bis 7,2 kW Nenn-Dauerleistung bei sechs mechanischen Grundausführungen“, berichtet Michael Koch. BREMSENERGIE NUTZEN „Die Idee, Bremsenergie nicht nur abzuführen, sondern sie zu nutzen, war schon lange da“, erzählt der Firmenchef und Technik pionier. „Im Jahr 2010 kamen wir dann mit unseren Energiespeichern – heute nennen wir sie aktive Energiemanagementsysteme – auf den Markt. Im Prinzip ging es darum, einen intelligenten Bremswiderstand zu entwickeln.“ Heraus kamen die dynamischen Energiespeicher DES als aktive Puffermodule für Gleichstrom zwischenkreise, die dynamische Energieversorgung DEV für die kurzzeitige unterbrechungsfreie Stromversorgung und eine Kombination aus beiden, die DEK. Die Anwendungen sind zahlreich, dabei bauen sie alle darauf auf, die überschüssige oder notwendige elektrische Energie weitgehend netzunabhängig zwischenzuspeichern. Die Auswahl der Speichermedien erfolgt ebenfalls anwendungsabhängig. Das Verbindungsteil zwischen Antrieb und Speicher ist das aktive Energiemanagementsystem. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN ERFAHRUNG WIRD ZU PRODUKTEN Heute, pünktlich zum 10. Jubiläum dieser Portfolioerweiterung, geht die Michael Koch GmbH einen weiteren wichtigen Schritt: Sie stellt ihre neue Gerätefamilie der aktiven Energiemanagementsysteme vor: Pxt. Der Name, der auch „P mal t“ ausgesprochen werden darf, geht dabei zurück auf die Formel E = P × t (Energy = Power × time). Die Geräte eröffnen neue Möglichkeiten für das aktive Management der Energie elektrischer Antriebe. Sie zeichnen sich besonders durch einen Weitspannungsbereich, Unabhängigkeit vom Hersteller der Antriebselektronik und die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten aus. „So viel Erfahrung auf dem Gebiet der herstellerübergreifenden Energiemanagementlösungen hat sonst niemand, das kann ich mit Fug und Recht behaupten“, sagt Michael Koch und seine Begeisterung und sein Stolz sind ihm anzumerken. Schließlich haben die Bremsenergiespezialisten zweieinhalb Jahre mit voller Kraft an der neuen Familie gearbeitet. Und das Ergebnis kann sich sehen lassen. „Im Vergleich zu den alten Geräten steigern die neuen die Energieersparnis um den Faktor 1,6 – der Preis ist aber fast gleich geblieben“, erklärt Michael Koch. „Dabei ist die Platine mehr als doppelt so groß, es sind fast doppelt so viel Bauteile und mehr Elektronik verbaut.“ Die Gerätefamilie setzt sich wie folgt zusammen: Zwei aktive Geräte mit der Bezeichnung PxtFX und PxtRX werden ergänzt durch den PxtEX, die modulare Speichereinheit mit einem oder mehr Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Die Anwendungsfälle sind so vielfältig genauso wie der Nutzen, den Anwender daraus ziehen. Als erstes kommt die Rekuperation der Bremsenergie der Maschine in den Sinn, wodurch die Energieeffizienz gesteigert wird. 46 DER KONSTRUKTEUR 2020/07-08 www.derkonstrukteur.de

FÜR HÄUFIGE, KURZE ZYKLEN Der PxtFX kann dabei in seiner kleinsten Ausbaustufe in Ein- Sekunden-Zyklen pro Betriebsstunde bis zu 1,2 kWh an Energie einsparen. Bezogen auf die Applikation an sich, sind mit dem aktiven Energiemanagementsystem auf der Grundlage des PxtFX Einsparungen bis gut 40 % erreichbar. Oft spielen aber andere Nutzen eine größere Rolle als die Steigerung der Energieeffizienz, wie z. B. der Ausgleich von sog. Brownouts, der sichere und definierte Stillstand bei Blackouts, die mögliche Beschleunigung von Produktionsprozessen mit Ausbringungssteigerungen bis 50 %, die Reduktion von Netzlastspitzen oder gar der Betrieb des elektrischen Antriebs unabhängig vom Stromnetz. Mit einer Stromlastfähigkeit von 20 A Dauer und 40 A Spitze für rund eine Minute gegenüber Speicher, der eine maximale Spannung von 450 V DC haben darf, kann der PxtFX bis 18 kW Leistung generieren. Das Gerät kann ab Werk mit einem Speichervolumen von 2 oder 4 kWs ausgestattet werden. Serienmäßig im Gerät eingebaut ist die automatische Erkennung der Bremstransitor-Einschalt-Spannungsschwelle, was es dem Gerät ermöglicht, mit allen handels üblichen Frequenzumrichtern und Servoreglern in einer Plugand-Play-Weise zusammenzuarbeiten. Die weitreichenden Sicherheitseigenschaften des PxtFX schützen gegen Verpolung der Zwischenkreisanschlüsse, gegen das Zuschalten geladener Speicher und die Überlastung des Systems auf der Speicher- wie auch auf der Zwischenkreisseite. Interne Sicherungen sieht Koch als Standard. Neu sind am PxtFX die SD-Speicherkarte, eine externe 24-V-Versorgung, Zustandsanzeigen per LEDs, Bootloading- und Resetmöglichkeiten sowie sechs digitale I/Os. SPEICHERVOLUMEN ERWEITERN Reicht das Speichervolumen des PxtFX nicht aus, kommt das Gerät mit der Bezeichnung PxtEX zum Zug. 2, 4 oder 6 kWs Energie kann ein einzelnes PxtEX mit sein speziell für das Anwendungsspektrum der aktiven Energiemanagementsysteme entwickelten Aluminium- DIE NEUEN GERÄTE STEIGERN DIE ENERGIEERSPARNIS UM DEN FAKTOR 1,6 Elektrolytkondensatoren speichern. Einfach über Kabel mit verpolungssicheren Steckern mit dem PxtFX verbunden, kommt die Speichererweiterung dem System direkt zu Gute. FÜR HÖHERE LASTEN Während das Gerät PxtFX speziell für den Einsatz in Anwendungen mit Wiederholungszyklen von Millisekunden bis wenigen Sekunden konzipiert ist und dies über seine Lebensdauer weit über 100 Millionen Mal schaffen können muss, ist sein größerer Bruder PxtRX für Applikationen in Verbindung mit Speichern höherer Energiedichte prädestiniert, wie Doppelschichtkondensatoren oder auch Batterien. Der PxtRX ist ausgelegt für eine Stromlastfähigkeit von 30 A Dauer und 60 A Spitze für 45 s. In Verbindung mit einer hohen Speicherspannung von bis zu 800 V DC ist es dem Gerät möglich, eine Leistung von knapp 50 kW zu generieren. Reicht diese Leistung für die Applikation nicht, können mehrere PxtRX-Geräte, wie übrigens auch die PxtFX-Geräte, parallelgeschaltet werden. Applikationsbezogen können so aktive Energiemanagementsysteme entstehen, die große Schaltschränke füllen. Allen Geräten gemein ist das sogenannte digitale Typenschild. Beim Scannen des QR-Codes eines Geräts mittels einer App für Android- oder iOS-Smartphones oder Tablets werden neben den Firmenchef Michael Koch erklärt stv. Chefedakteurin Martina Klein im neuen Technikum in Ubstadt-Weiher begeistert die Vorteile der neuen Energiemanagementsysteme technischen Daten des spezifischen Geräts und seines konkreten Aufbaus auch Prüf- und Testprotokolle sowie die zugehörigen Dokumente wie die Montage- und Betriebsanleitung angezeigt. PLATZ FÜR DIE ZUKUNFT Aber nicht nur das Produktportfolio entwickelt sich weiter, auch das Firmengelände des Bremsenergie-Spezialisten hat Zuwachs bekommen. Zusätzlich zum Fabrikle, der Firmenzentrale, gibt es jetzt auf der anderen Straßenseite das Technikum. „Das war ein großer Glücksfall“, berichtet Michael Koch. „Unser Nachbar schräg gegenüber hat sein Firmengebäude verkauft – 400 m 2 Büro- und etwa 220 m 2 Hallenfläche.“ Dort sind Einkauf und Entwicklung der Michael Koch GmbH eingezogen. „Platz für die Zukunft“, sagt der Firmenchef, denn das Fabrikle ist inzwischen an seine Kapazitätsgrenzen gekommen. Vor allem die Entwicklung gewinnt Labor- und Testfläche. Die enge Verbindung zwischen Einkauf und Entwicklung wird ebenfalls gestärkt. Der freiwerdende Platz im Fabrikle wird für den weiteren Ausbau des Vertriebs genutzt, der im Hause Koch auch die Aufgabe des Applikationsengineerings erfüllt. NEUES GESICHT „Wir wollen auch nach außen zeigen, dass sich bei uns etwas ändert“, sagt Michael Koch und spricht damit das neue Corporate Design und den neuen Claim „Energizing Productivity“ an. „Produktivität steht bei unseren Kunden an erster Stelle“, berichtet der Firmeninhaber und erklärt: „für uns betrifft das nicht nur die Produktivität, die man mit unseren Geräten direkt erschließen kann, sondern auch die, die man über optimale Prozesse in Auslegung, Logistik usw. erreicht. Und Energizing steht natürlich einerseits für die Bremsenergie, bedeutet aber andererseits übersetzt auch ‚be fähigen, ermöglichen‘.“ Die Michael Koch GmbH hat 2020 also erneut einen großen Schritt gemacht. Nach wie vor versteht sich das Unternehmen aber als „industrielles Handwerk“. „Unser Erfolgsrezept ist seit jeher Verlässlichkeit“, betont der dynamische Firmenchef und bringt es abschließend auf den Punkt: „Der Kunde bekommt genau das, was er braucht, nicht mehr und nicht weniger.“ www.bremsenergie.de mak www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/07-08 47