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DER KONSTRUKTEUR ASB 2021

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DER KONSTRUKTEUR ASB 2021

MOTOREN UND STEUERUNGEN

MOTOREN UND STEUERUNGEN ROBUST, LEISTUNGSSTARK, ZUVERLÄSSIG PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Ein Spezialist für individuelle Antriebssysteme und -komponenten hat einen Synchron-Kompaktantrieb entwickelt, der hohe Energieeffizienz auch im Teillastbereich erreicht. Sein Einsatz bietet sich überall dort an, wo ein mechanisch robuster, zuverlässig arbeitender und einfach anschließbarer Antrieb gefordert ist – vor allem aber im Bereich Pumpenanwendungen und in der Lufttechnik. Mit der Markteinführung des Hamotic Varicon Synchron-Kompaktantriebs 2,2 kW erweitern die Hanning Elektro-Werke konsequent die Produktreihe der anschlussfertigen Antriebslösungen. Die Motoren dieser Bauart finden vor allem dort ihre Anwendung, wo ein mechanisch robuster, zuverlässig arbeitender und einfach anschließbarer Antrieb gefordert ist. Mit dem wirkungsgradstarken Synchronmotor und der für diesen Motor optimierten Leistungselektronik erfüllt der Antrieb die Forderung nach hoher Energieeffizienz auch im Teillastbereich. Das macht diesen Antrieb zum passenden Arbeitspferd vor allem für Pumpenanwendungen und in der Lufttechnik. Bei der Auswahl der Materialien und Bauteile wurden hohe Qualitätsansprüche angesetzt, um eine hohe Lebensdauer des gesamten Antriebs zu gewährleisten. Autor: Erol Bernstein, Produktmanager Geschäftsbereich Antriebstechnik, HANNING ELEKTRO-WERKE, Oerlingshausen GUT GERÜSTET Alle Teile des Gehäuses sind aus Aluminiumlegierungen gefertigt. Damit wird eine maximale und langlebige Festigkeit gegen Schlag- und Stoßbelastung bei gleichzeitig geringem Gewicht erreicht. Die Welle des Motors ist in korrosionsbeständigem Edelstahl ausgeführt und kann nach Kundenwunsch bearbeitet werden. Die Montage verschiedener Spritzschutzringe und auch doppelt gedichteter Kugellager schützt den Motor wirkungsvoll gegen eindringendes Wasser. Für die meisten Pumpenanwendungen ist IP55 ausreichend, für besondere Anwendungen kann sogar die Schutzklasse IP68 erreicht werden. Für den Anbau des Synchron-Kompaktantriebs an Pumpen, Lüfter oder andere Lastmaschinen sind Flansche der IEC-Normenreihe Baugröße 71 bis 112 verfügbar. Mit besonderen, kundenspezifischen Lagerschildausführungen für die direkte Montage des Antriebs lassen sich platzsparende Lösungen erzielen, welche mit Standardflanschen nicht erreichbar sind. 22 DER KONSTRUKTEUR 2021 / ASB www.derkonstrukteur.de

02 01 SINNVOLL SEPARIERT Während die Synchron-Kompaktantriebe bis 1,5 kW noch eine im Motor integrierte Umrichterelektronik besaßen, befindet sich nun die gesamte Steuerungselektronik in einem separaten Aluminiumgehäuse. Dadurch kann der leistungsfähige Umrichter auf Motoren mit verschiedenen Abmessungen montiert werden. Mit der von der Leistungselektronik gelieferten elektrischen Energie können somit niedrig drehende Motoren mit maximalem Drehmoment betrieben werden. Für Anwendungen, bei denen der Antrieb außergewöhnlich hohen Umweltbelastungen ausgesetzt wird und extra geschützt werden muss, ist der Betrieb mit abgesetztem Umrichter möglich. Der Motor wird dazu mit einem vorkonfektionierten Kabel mit dem Umrichter verbunden, die Elektronik kann bis zu 3 m entfernt an einer geeigneten Stelle installiert werden. MODULAR AUFGEBAUT DIE STEUERUNGSELEKTRONIK BEFINDET SICH IN EINEM SEPARATEN ALUMINIUMGEHÄUSE Die gesamte Elektronik der Motorsteuerung wurde neu konzipiert. Die 2,2-kW-Elektronik ist jetzt durchgängig modular aufgebaut und kann für besondere Anwendungsfälle noch einfacher angepasst werden. Der Antriebsrechner ist für den Betrieb mit der Motorauslegung schon optimal konfiguriert, Kenntnisse über den Betrieb eines Synchronmotors und eine entsprechende Parametrierung des Umrichters sind nicht erforderlich. Um die Elektronik sicher auch in schwierigen elektrischen Umgebungen betreiben zu können, wurde eine neue Schaltung entwickelt. Diese Schaltung gleicht Spannungsschwankungen in der Netzversorgung aus und ermöglicht sogar den Betrieb an 115-VAC- Netzen. Eine in der Elektronik integrierte aktive Power-Factor- Correction (PFC) mit passenden elektronischen Entstörfiltern erlaubt den direkten Anschluss und Betrieb des 2,2-kW-Synchron-Kompaktantriebs an öffentlichen Netzen in Wohngebieten. Zusätzliche Filter werden nicht benötigt, um die Anforderungen aus der Norm EN 61000-3-2 und 61800-3 zu erfüllen. Ein weiterer Vorteil dieser Schaltung ist die Begrenzung der Stromaufnahme im Netzeingang auf maximal 12 A bei Nennbelastung. Mithilfe mehrerer Messstellen zur Überwachung der Bauteiltemperaturen wird eine hohe Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit erreicht. Der Zustand der Elektronik wird kontinuierlich überwacht, ein rechtzeitiges Herunterregeln der Ausgangsleistung schützt nicht nur die Elektronik vor Schäden, sondern bewahrt die Anwendung vor einem unvorhergesehenen Ausfall. Alle Elektronikplatinen sind durch einen Lackauftrag gegen Kondensatbildung bei Betauung geschützt. Der modulare Aufbau des Synchron-Kompaktantriebs 2,2 kW unterstützt den Anschluss unterschiedlicher Ansteuerungsmodule. Für einfache Anwendungen, bei denen die Ansteuerung ausschließlich mit einer extern montierten elektronischen Steuerung erfolgen soll, stellt die Leistungselektronik eine RS485- Busschnittstelle zur Verfügung. Über Protokoll-Modbus-RTU- Parameter können alle Funktionen zur sicheren Steuerung der Leistungselektronik verwendet werden. Zusätzlich stehen Diagnosefunktionen zur Verfügung, mit denen der aktuelle Zustand des Antriebssystems abgefragt werden kann. 01 Die gesamte Elektronik ist abnehmbar 02 Grafisches Bedienteil INDIVIDUELL KONFIGURIERT Komplexere Steuerungsaufgaben übernimmt ein Steuerungsboard, welches über vier digitale und analoge Eingänge (0 - 10 VDC bzw. 0 - 20 mA) und zwei potentialgetrennte Relaisausgänge verfügt. Die Funktion dieser Ein- und Ausgänge ist kundenspezifisch bestimmbar und kann ab Werk fest konfiguriert werden. Auch die nachträgliche Konfiguration ist auf Wunsch möglich, sodass Sonderlösungen zeitnah realisiert werden können. Die vorhandenen Relais können zur einfachen Störmeldung oder für weitere Steuerungsaufgaben verwendet werden. Zusätzlich ist eine Feldbusschnittstelle vorhanden, die als RS485 oder CAN einsetzbar ist. Vorbereitet ist auch ein Kommunikationsmodul, welches die Einbindung der Elektronik in ein vorhandenes WLAN-Funknetz ermöglicht. Auf Kundenwunsch kann der Antrieb mithilfe einer kundenspezifischen App, die auf einem Windows PC oder auf einem Smartphone lauffähig ist, konfiguriert bzw. gesteuert werden. Für Anwendungen, bei denen eine manuelle Bedienbarkeit während des Betriebs gewünscht ist, kann der Antrieb mit einem grafischen Display und einer Tastatur ausgestattet werden. Das hintergrundbeleuchtete Display zeigt den aktuellen Betriebszustand auch bei schwierigen Lichtverhältnissen zuverlässig an und kann entsprechend den Kundenwünschen programmiert werden. Die Tastatur und auch die Anzeige sind nach Kundenwünschen frei gestaltbar. Eine für den Anwender einfach zu verstehende Oberfläche ermöglicht die bedienerfreundliche Konfiguration, alle Funktionen lassen sich direkt über Drucktasten abrufen. Den Gestaltungswünschen sind kaum Grenzen gesetzt, so lassen sich z. B. ein Schutz gegen versehentliches Betätigen ebenso wie automatische Programmfolgen bei Störungen programmieren. Bilder: HANNING ELEKTRO-WERKE www.hanning-hew.com www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2021 / ASB 23

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