Im Schaltschrank, an der Wand oder auf dem Motor – die Anwender haben die Wahl, wo sie ihren Frequenzumrichter unterbringen wollen. Das Interesse an solchen dezentralen Antriebskonzepten wächst, vor allem in der Fördertechnik.
Von unserem Redaktionsmitglied Dr. Birgit Oppermann
Nicht alle Umrichter sind so empfindlich, dass sie in einen klimatisierten Schaltschrank gesperrt werden müssen – diese Botschaft der Hersteller überwindet allmählich die Skepsis der Anwender. Daher wächst der Markt für Umrichter, die auf oder nahe beim Motor installiert werden.
In diesem Sektor sollen nach Angaben des ZVEI sogar höhere Zuwachsraten erzielt werden als in anderen Bereichen der elektrischen Antriebstechnik. Der Offenbacher Anbieter Danfoss Antriebs- und Regeltechnik GmbH beispielsweise rechnet damit, dass das Marktwachstum in den nächsten Jahren etwa 10 % über der Zunahme liegen wird, die für Frequenzumrichter zu erwarten ist.
Die wachsende Nachfrage nach motornahen oder in den Motor integrierten Umrichtern ist für verschiedene Hersteller Grund genug, zusammenzuarbeiten oder das Unternehmen zu erweitern. So will der italienische Getriebemotor-Hersteller Bonfiglioli Riduttori S.p.A., Lippo di Calderara, während der Hannover Messe die Übernahme eines „renommierten deutschen Frequenzumrichter-Herstellers“ bekanntgeben. Seinen ersten Umrichtermotor LMS stellte das Unternehmen bereits vor zwei Jahren vor. Auch die Hamelner Lenze GmbH & Co. KG und der Herborner Schaltschrankhersteller Rittal GmbH & Co. KG arbeiten seit kurzem zusammen und bieten für den Frequenzumrichter 8200 Vector ein AE-Gehäuse mit integriertem Kühlkörper an, das die Schutzart IP 66 aufweist. Bisher allerdings, so teilt Lenze mit, sei der Anteil der Umrichtermotoren am Gesamtmarkt noch unter den Werten geblieben, die Marktforscher erwarten.
Für diese zögerliche Entwicklung nennen Fachleute verschiedene Gründe. Zwar stehen auf der einen Seite die Vorteile der dezentral angebrachten Umrichter. Dazu gehört, dass
– die Inbetriebnahme von Umrichtermotoren günstiger ausfällt als die von herkömmlichen Antrieben,
– der Platz im Schaltschrank nicht der limitierende Faktor ist, wenn die Anlage vergrößert werden soll,
– die geschirmten Kabel zwischen Motor und Umrichter im Schaltschrank ganz entfallen können, wenn die Elektronik am Klemmenkasten des Motors thront. Das verbessert die elektromagnetische Verträglichkeit der Geräte.
Diese Vorteile machen sich vor allem bei räumlich ausgedehnten Anlagen stark bemerkbar. Auch wenn sich der Anwender dafür entscheidet, den Umrichter wegen starker Schwingungen nicht direkt an der Anlage, aber motornah unterzubringen, kommt er immerhin mit einem kurzen geschirmten Kabel aus.
Schon beim Schritt vom netzgespeisten zum umrichtergespeisten Motor habe es aber manchmal Schwierigkeiten und Ausfälle gegeben, die das heutige Misstrauen verursachen, vermutet Prof. Andreas Binder vom Institut für Elektrische Energiewandlung der TU Darmstadt. Schließlich müssen die Umrichter nun außerhalb des Schaltschrankes nicht nur ihre Funktion erfüllen, sondern zusätzlich Erschütterungen und Temperaturschwankungen ertragen.
Den Anbietern zufolge werden die für solche Anwendungen konstruierten Produkte jedoch den Forderungen gerecht. Falls ein Störfall auftrete, seien sie einfach auszubauen: Die Hersteller setzen auf Steckverbindungen, mit denen die Umrichter am Klemmenkasten angebracht werden. Wenige Schrauben fixieren die Elektronik, die dem begrenzten Bauraum in der Nähe des Motors angepasst werden muss. Den Umrichter noch weiter in den Motor zu integrieren, sei zwar technisch möglich, aber nicht die beste Lösung für die Wartung.
Ein weiteres Argument, das bei der Entscheidung für dezentrale Umrichter eine Rolle spielen könnte, ist der Platzbedarf in Motornähe. Da fast jede Volumenzunahme am Motor konstruktive Änderungen der Maschine oder Anlage erfordert, verzichte vielleicht auch mancher Anwender auf einen Umrichtermotor, nimmt Hans-Joachim Wendt an, Marketing-Leiter bei Lenze.
Wenn aber der Zwischenkreis-Kondensator wegen des Bauraums nur etwa ein Zehntel so groß ist wie bei einer Schaltschrank-Version, müsse man „kleine Abstriche in der Performance“ machen, mahnt Prof. Binder. „Für High-Tech-Anwendungen beispielsweise in einer Werkzeugmaschine ist das nichts.“ Für solche Fälle gebe es die Möglichkeit, nur den Wechselrichter und den Kondensator in den Motor zu integrieren, während der Netzgleichrichter und ein Teil der Kondensatoren zentral angeordnet sind. Für die Verbindung zu den Motoren, die als Mehrmotorenantrieb gestaltet sind, wird dann Gleichstrom eingesetzt. „Für die Fördertechnik sind Umrichtermotoren aber gut geeignet“, betont Binder, „und die Akzeptanz ist in diesem Bereich schon gut.“
Dort sehen denn auch Hersteller wie Danfoss, Lenze, die Bruchsaler SEW-Eurodrive GmbH & Co. oder Siemens A&D, Erlangen, die Haupteinsatzgebiete für ihre Umrichtermotoren und motornahen Umrichter, die sie in Hannover zeigen. Weitere Anwendungen finden sich bei Pumpen sowie in der Klimatechnik.
Ob extern, integriert oder motornah: In einem Punkt laufen die Entwicklungen bei Umrichtern völlig parallel: Ohne Bus-Anschluss geht nichts mehr. „Der Umrichter am Motor ist der zentralen Bedienung entzogen“, so Prof. Binder, „daher muss er unbedingt in die Automatisierungslandschaft einbezogen sein.“ Welcher Bus der geeignete sei, hänge von der jeweiligen Anwendung ab.
E-Commerce: Antriebstechnik aus Italien
Über das Internet bietet der italienische Getriebehersteller Bonfiglioli S.p.A, Lippo di Calderara, seinen Kunden die Möglichkeit, Antriebstechnik-Komponenten via E-Commerce zu bestellen. Seit Januar 2000 habe das System Mosaico mit etwa 500 Usern einen durchschnittlichen monatlichen Umsatz von rund 2,5 Mio. DM generiert, teilt der Anbieter mit. Um die Datensicherheit zu gewährleisten, ist das E-Commerce-Angebot nur registrierten Nutzern zugänglich. Wenn sie ihre Anwendungsparameter eingeben, stellt das System die Antriebskomponenten zusammen, die für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet wären. Bestellnummer und CAD-Zeichnungen sind ebenfalls zugänglich. Geht eine Bestellung ein, überprüft das System die Daten von Händlern und Kunden und vermeidet auf diese Weise doppelte Bestellungen. Um diese Funktionen zu programmieren, hat Bonfiglioli auf das Internet-Protokoll XML zurückgegriffen. www.mosaico.bonfiglioli.com
Halle 26, Stand J24
Bonfiglioli Riduttori, Lippo di Calderara/I,
Tel. 0039/05164-73111
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