Frequenzumrichter - Intelligenz auf dem Vormarsch

Bild: Frequenzumrichter - Eaton

Einkaufsführer Frequenzumrichter

Häkchen Intelligenz auf dem Vormarsch – Worauf es beim Einkauf von Frequenzumrichtern ankommt…

Das zunehmende Streben nach Energie-Effizienz und der wachsende Grad der industriellen Automatisierung führen dazu, dass immer mehr Frequenzumrichter in der Antriebstechnik zum Einsatz kommen und die Anzahl an Steuerungsfunktionen in den Geräten zunimmt.

Neue Steuerungs- und Überwachungsfunktionen verleihen den Geräten Intelligenz und machen sie de­zentral einsetzbar. Da Frequenzumrichter immer komplexer werden, ist eine eingehende fachkundige Beratung vor der Kaufentscheidung erforderlich. Der folgende Überblicksartikel soll Einkäufern eine erste Hilfestellung bieten, die richtigen Fragen zu stellen und die feinen, aber entscheidenden Qualitätsunterschiede zu erkennen.

Frequenzumrichter werden insbesondere an Drehstrommotoren eingesetzt, um deren Anlauf- und Drehzahlverhalten zu verbessern oder zu erweitern. Der Drehstrommotor ist der weltweit am meisten eingesetzte Elektromotor und zeichnet sich durch seinen robusten, kostengünstigen Aufbau auch in hoher Schutzart aus. Aufgrund der Vielzahl der möglichen Anwendungen gibt es eine unüberschaubare Anzahl von Anbietern und Produkten im Frequenzumrichter-Markt. Es ist daher entscheidend, dass der Einkäufer die wichtigsten Merkmale kennt, auf die es beim Kauf ankommt, und das optimale Gerät für seine speziellen Bedürfnisse auswählt.

Entscheidende Komponente zum Energiesparen

Anwender können Maschinen und Anlagen mithilfe von Frequenzumrichtern energieeffizienter konstruieren und betreiben, insofern diese richtig ausgelegt und eingesetzt werden. Trotz ihres eigenen Wärmeverlustes verbessern Frequenzumrichter meist den durchschnittlichen Wirkungsgrad von Motoren über den ganzen Betriebsbereich. Damit erhöhen sie die Energieeffizienz und ermöglichen Einsparungen bei den Betriebskosten sowie eine Verbesserung der Umweltverträglichkeit.

Wachsender Zeit- und Kostendruck sowie zunehmender Platzmangel erfordern vom einfachen Motorstart bis hin zur Drehzahlregelung kompakte, flexibel einsetzbare und wirtschaftliche Lösungen. Bei der Auswahl von Frequenzumrichtern sollten Einkäufer berücksichtigen, dass diese leicht zu installieren, zu warten und zu bedienen sind. Heutige Modelle lassen sich, abhängig von ihrer IP-Schutzklasse, teilweise nicht nur im Schaltschrank, sondern auch direkt an der Maschine montieren. Hierdurch entstehen dezentrale Antriebssysteme, die deutliche Vorteile sowohl bei der Installation und Inbetriebnahme als auch in Bezug auf das Thema EMV (elektromagnetischen Verträglichkeit) bieten. Außerdem ist eine – auch unter dem Stichwort Industrie 4.0 bekannte – Entwicklung hin zu Automatisierungskomponenten mit dezentraler Intelligenz und integrierten Steuerungs- und Überwachungsfunktionen zu beobachten. Ein Beispiel hierfür sind Monitoring-Funktionen, die selbständig den Energieverbrauch der angetriebenen Anlage überwachen und die Motordrehzahl automatisch an die anfallende Last anpassen, sodass sich bedeutende Energie- und Kostenersparnisse erzielen lassen.Das Angebot an Frequenzumrichtern, die Vielfalt an Funktionen und die Anzahl der Hersteller sind riesig. Äußerlich häufig relativ ähnlich, unterscheiden sich die Geräte meist im Detail. Dieser Überblick soll Einkäufern helfen, die entscheidenden Unterschiede in punkto Qualität und Anwendernutzen zu erkennen:Kommunikationsfähigkeit: Empfehlenswerte Anbieter integrieren zunehmend intelligente Funktionen zur Prozesssteuerung und Automatisierung in ihre Frequenzumrichter. Die dadurch erhöhte Datentransparenz ermöglicht eine verbesserte Anlagenüberwachung, vorausschauende Wartung (Stichwort: Condition Monitoring) und eine effizientere Kontrolle des Energieverbrauchs – beides entscheidende Faktoren, um die Betriebskosten zu senken und damit die Profitabilität von Maschinen und Anlagen zu erhöhen.

Der Einsatz von Frequenzumrichtern erhöht die Verfügbarkeit von Anlagen, steigert deren Energie-Effizienz und senkt die Kosten.

Bild: Einsatz von Frequenzumrichtern

 

Kommunikationssysteme: Wichtig ist, dass sich das Gerät problemlos an viele Bussysteme anschließen und einfach mit anderen Automatisierungskomponenten wie Direkt- und Softstartern oder Motorschutzschaltern kombinieren lässt. Gleichzeitig gilt es, den Verkabelungs- und Installationsaufwand so gering wie möglich zu halten.

Sicherheit: Bei hochwertigen Modellen erhöhen integrierte Sicherheitsfunktionen wie Überlastschutz, Kurzschlussfestigkeit und Temperaturschutz die Anlagenverfügbarkeit, senken den Wartungsaufwand und minimieren die Anzahl der benötigten Hardware-Komponenten.

Steuerung: Durch Parametrierung können Umrichter dem jeweils anzutreibenden Motor angepasst werden, um diesen optimal zu betreiben und zu schützen. Das geschieht heute meistens über eine Tastatur plus Display am Umrichter oder über einen PC. Wichtig ist, dass das Gerät alle für die Zielanwendung benötigten Steuerungsfunktionen und Bedienelemente bietet.

Dezentraler Einsatz: Frequenzumrichter werden zunehmend auch als kombinierter Frequenzumrichter-Motor oder in einer intelligenten Einheit mit Sicherungen und Reparaturschaltern usw. verbaut. Dazu benötigt man Frequenzumrichter, die dezentrale Regelvorgänge unterstützen können. Einige Modelle messen selbst die Antriebseigenschaften – häufig als „Auto-Tune“ bezeichnet – und stellen ihre Regelparameter im Rahmen der Inbetriebnahme selbständig ein. Zuweilen können sie auch programmierte Verfahrbewegungen selbständig ansteuern.

Bedienerfreundlichkeit: Wichtig sind hier eine komfortable Parametrierung, eine gute Software und leistungsfähige Bedienelemente am Gerät. Eine zusätzliche Programmierbarkeit über einen PC erhöht die Bedienerfreundlichkeit. In diesem Fall können Anwender fertige Parametersätze auf Chip- bzw. Flashkarten speichern und dann problemlos von einem Gerät zum anderen übertragen. So lassen sich gerade in der Serienproduktion Einsparungen erzielen und Fehler vermeiden.

Autoren: Guido Kerzmann, Product Line Manager Drives & Softstarter, Eaton Industries GmbH, Kathrin Irmer


Checkliste für den Einkauf von Frequenzumrichtern

Haken An welcher Netzspannung soll der Frequenzumrichter angeschlossen werden (IEC 60364, Netzform, Spannungshöhe, Frequenz, zulässige Toleranz- und THD-Werte)?
Haken Welche Produkt-Standards bzw. Approbationen soll der Frequenzumrichter erfüllen (CE, UL 508C, IEC/EN61800-5, CSA-C22.2c-Tick, Ukr Sepro, GL)?
Haken Sind besondere Schutz-Forderungen bekannt (Fehlerstromschutzschalter RCD Typ B, UL-spezifische Forderungen: Sicherungen Typ E, Typ F)?
Haken In welcher EMV-Umgebung (IEC61800-3) erfolgen Anschluss und Betrieb des Frequenzumrichters (Frequenzumrichter mit internem oder externem EMV-Filter)?
Haken Welche Leitungslängen zum Motor sind gefordert und welche Ableitströme zur Erde (PE) sind hierbei zulässig?
Haken Wie sind die klimatischen Umgebungsbedingungen (Schutzartklasse, Umgebungstemperatur, Aufbauhöhe, Luftfeuchtigkeit, Vibrationen)?
Haken Sind die Bemessungsdaten des Motors bekannt (Spannung, Strom, Leistung)?
Haken Welche Ausprägung hat der Motor (Effizienzklasse, PM-Motor, Eigen-/Fremdkühlung)?
Haken In welchem Anwendungsbereich (Maschine, Gebäude) und in welcher Applikation soll der frequenzgeregelte Antrieb eingesetzt werden?
Haken Gibt es Anforderungen an die Steuerung bzw. Regelung der Antriebseinheit (U/f-Kennliniensteuerung, Schlupfkompensation, erhöhtes Startmoment, Vektorregelung, Drehzahlregelung)?
Haken Wird der Motor im EX-Bereich betrieben (Motordrossel, Sinusfilter, Thermistorschutz, APEX)?
Haken Gibt es Anforderungen zur Steuerung und Bedienung des Frequenzumrichters (Art und Anzahl der digitale und analoge Ein-/Ausgänge, Steuerspannung, Relais, externe Bedieneinheit)?
Haken Kommunikative Kompatibilität: Wird eine Kommunikation oder Feldbusanschaltung gefordert?
Haken Anwenderfreundlichkeit: Wie leicht lässt sich das Gerät bedienen?
Haken Sicherheit: Gegen welche Störfaktoren ist der Frequenz­umrichter geschützt (z. B. Übertemperatur/Kurzschluss/Überspannung)?
Haken Service: Wie ist sieht es mit Lieferzeiten und technischem Support des Anbieters aus?

Energie-Effizienz mit dem PowerXL Frequenzumrichter

  • In zwei Optionen verfügbar: DC 1 (0,37-11 kW) und DA 1 (0,75-250 kW)
  • Lean Connectivity: Einfache SmartWire-DT-Anbindung per Aufsteck-Modul, Wegfall konventioneller Steuerverdrahtung, einfache Installation, problemlose Kombination mit u.a. intelligenten PKE-Motorschutzschaltern
  • Bedienerfreundlichkeit: Auto-Tune-Funktion, komfortable Pa­rametrierung mit nur 14 Standardparametern, selbsterklärende Typenschlüssel, über die Tasten am Gerät und ein LED oder OLED (mehrsprachiges Display) sowie über einen PC parametrierbar, schnelle und einfache Parametrierung per Bluetooth-PC-Sticks
  • Energieeffizienz: hohe Datentransparenz hinsichtlich Betriebs- und Diagnosedaten, integrierter Energy Optimizer zur lastorientierten Drehzahlsteuerung
  • Robustheit: bis zu einer Leistung von 7,5 kW in der Schutzart IP66 verfügbar, dezentraler Einsatz selbst in rauen Industrieumgebungen möglich
  • Standardmäßige Anschlussfähigkeit an die Feldbussysteme Modbus RTU und CANopen, zusätzliche Anbindung über Feldbus-Module an Profibus, Profinet, DeviceNet, Ethernet/IP, EtherCat, Modbus TCP und BACnet

Drei Fragen an Jürgen Walk, SFA

Jürgen Walk

Jürgen Walk ist Elektrokonstrukteur für die mechanische Fertigung und den Sondermaschinenbau bei der SFA GmbH & Co.KG mit Sitz in Aichstetten im Württembergischen Allgäu.

Als Spezialmaschinenbauer kaufen Sie Frequenzumrichter für welche Produkte ein?
Wir benötigen Frequenzumrichter für den Bau von Automationsanlagen, Verpackungsanlagen, Palettiersystemen und Bandsystemen.

Wie finden Sie das optimale Gerät für Ihre speziellen Bedürfnisse?
Dabei setzen wir auf die fachmännische Beratung durch Außendienst-Mitarbeiter der verschiedenen Anbieter von Frequenzumrichtern.

Worauf achten Sie bei der Auswahl des Anbieters besonders?
Die Produkte sollten eine schnelle Verfügbarkeit haben, einfach zu handhaben sein und natürlich muss die Preis-Leistung und die Qualität stimmen.

 


Einkaufsführer in Zusammenarbeit mit:

Eaton

Eatons Geschäftsbereich Elektrotechnik bietet Produkte und Engineering-Dienstleistungen zur Energieverteilung, sicheren und unterbrechungsfreien Stromversorgung, Maschinen- und Gebäudeautomatisierung, Anlagen- und Motorschutz, Beleuchtungs-, Sicherheits- und Kabelmanagement. Eaton ist ein diversifiziertes Unternehmen im Bereich des Energiemanagement, das seinen Kunden energieeffiziente Lösungen bereitstellt. Als weltweiter Technologieführer übernahm Eaton im Jahr 2012 Cooper Industries plc. Beide Unternehmen zusammen erwirtschafteten im Jahr 2012 einen Pro-forma-Umsatz von insgesamt 21,8 Mrd US-Dollar. Eaton beschäftigt ca. 103 000 Mitarbeiter und verkauft Produkte an Kunden in mehr als 175 Ländern.

Weitere Infos unter: www.eaton.eu

 

 

Autor: Kathrin Irmer

DruckenDrucken


Produkt der Woche

Die ODU MINI-SNAP® Serie – INDIVIDUELL KONFIGURIERBARE STECKVERBINDUNGSLÖSUNG

Die ODU MINI-SNAP® Serie – INDIVIDUELL KONFIGURIERBARE STECKVERBINDUNGSLÖSUNG

Der ODU MINI-SNAP® ist das Allround-Talent im Segment der Rundsteckverbinder. Er ist somit die erste Wahl in vielen Anwendungen in Bereichen der Medizin-, Mess- und Prüftechnik sowie der Militär- und   [mehr...]

Präsentiert von:

Logo

Veranstaltung der Woche

simple system_Bild_VdW_KW42-19

Innovative Lösungen im eProcurement:

Unter diesem Motto möchten wir alle Interessenten herzlich zu unserer diesjährigen simple system Roadshow 2019 nach Ulm einladen. simple system wurde im Jahr 2000 gegründet und ist heute eine der   [mehr...]

Präsentiert von:

simple system Logo_40px