Die Hauptantriebsaufgaben in allen Industrien sind das Transportieren, Positionieren und Pumpen. Landläufig besteht die Annahme, dass die genannten Anwendungen jeweils mit spezifischen Antriebslösungen einhergehen: Fürs Pumpen wären dies Direktantriebe, zum Transportieren wird hier und da eine Motorregelung eingesetzt, beim Positionieren werden im Allgemeinen Servoantriebe erwartet. Diese Zuschreibung lässt außer Acht, dass es für die angeschlossene Anlage völlig unerheblich ist, auf welche Art die benötigten Drehmomente, Drehzahlen und Funktionen realisiert werden. Die Projektierung kann einfach auf Grundlage des Wissens erfolgen, dass die Faktoren Drehmoment, Drehzahl und Funktionen mit den drei Antriebskomponenten Getriebe, Motor und Elektronik (Leistungsteil plus Software) korrespondieren. Wenn das Motordrehmoment ausreicht, genügt einfach ein Motor (z.B. an Pumpen und Lüftern). Andernfalls helfen effiziente Getriebe mit großer Übersetzungsspanne und hohem Wirkungsgrad bei der Dimensionierung eines kompakten, leistungsfähigen Antriebs. Der Getriebemotor wird für den Normalbetrieb ausgelegt, zu erwartende Spitzenlasten werden mit der Überlastfähigkeit abgeglichen, und alle weiteren Eventualitäten regelt der Umrichter.
Was geht dezentral
Die Drehzahlregelung von Elektromotoren mittels Umrichter reduziert bedarfsabhängig die Leistung und damit den Energiebedarf. Das schont die Umwelt ebenso wie den Geldbeutel. Je nach Betriebsstunden kann sich dies gegenüber Festdrehzahl-Motoren in vielen Fällen kurz- bis mittelfristig rentieren. Die Leistungselektronik kann darüber hinaus weitere antriebsnahe Funktionen übernehmen und so die SPS entlasten. High-End-Anwendungen, Robotik und Werkzeugmaschinen einmal ausgenommen, lassen sich viele Antriebsaufgaben mit dezentralen Elektronikeinheiten ausführen. Besonders in weitläufigen Anlagen fallen dabei die geringsten Gesamtbetriebskosten an: Teure geschirmte Motorkabel, die sonst über weite Strecken vom Schaltschrank bis zum einzelnen Antrieb führen, sind entweder gar nicht mehr nötig (bei integrierten Einheiten) oder sehr kurz (wenn der Frequenzumrichter in Motornähe installiert wird). Schaltschränke können kleiner ausfallen, benötigen unter Umständen keine Kühlung oder können ganz eingespart werden.
Pumpen kompakt gesteuert
Die Durchfluss- und Volumenregelung geschieht oft noch mit Drosselklappen und Bypässen. Hierbei arbeiten die Pumpen mit voller Kraft gegen die physikalischen Hindernisse. Eine Umstellung auf geregelte Pumpenantriebe schont die Mechanik und kann laut Schätzwerten den Energiebedarf auf weniger als die Hälfte senken. Die bedarfsgerechte Antriebsregelung erhöht zudem die Präzision und senkt den Geräuschpegel. Der kompakte Frequenzumrichter SK 180E von Nord bietet alle einschlägigen Funktionen für den Pumpenbetrieb und deckt mit einem Leistungsbereich von 0,25 bis 2,2kW eine große Anzahl von Pumpenantrieben ab. Durch die Konzentration auf die Kernaufgaben Drehzahlregelung, Energieeffizienz und Geräteschutz fällt er außerdem noch einmal kostengünstiger aus als die Modelle der etablierten Baureihe SK 200E für Motoren bis 22kW. Integrierte Prozess- und PI-Funktionen befähigen den Umrichter zur vollautomatischen Ausregelung von Betriebs- und Störgrößen. Über zwei Analogeingänge können z.B. Temperatur-, Druck- oder Flussmengensensoren angeschlossen werden. Im Gegensatz z.B. zu Hubwerksanwendungen, wo ganz andere Sicherheitsanforderungen bestehen, muss an Pumpen und Lüftern nicht über den gesamten Drehzahlbereich die zur Abgabe des vollen Drehmoments erforderliche Magnetisierung aufrechterhalten werden. Um in solchen Anwendungen unnötige Verluste zu verhindern, sind alle Nord-Umrichter in der Lage, die Magnetisierung automatisch intelligent der Last anzupassen. Über den marktüblichen Standard hinaus bieten alle Nord-Umrichter die in der SK-Familie lange schon bewährte ISD-Vektorregelung sowie die hohe Überlastfähigkeit von 150% für 60s und kurzzeitig bis zu 200%. Mit Funkentstörklasse C1 und einem Ableitstrom <16mA ist der motormontierte SK 180E außerdem sogar für den Betrieb in Wohnumgebungen zugelassen. Nord liefert komplette Antriebseinheiten aus eigener Herstellung (mit Getriebe, einem Motor der gewünschten Energieeffizienzklasse und Antriebselektronik) optional mit Netzstecker.
Fördertechnik Hand in Hand
In Förderanwendungen sind die Anforderungen oft stärker differenziert. Hier bietet Nord ein Elektronikprogramm mit abgestuftem Funktionsumfang, das flexible Anlagenkonzepte aus einem Guss ermöglicht und reduzierte Variantenvielfalt unterstützt. Für Sanftanlauf und Reversierbetrieb an horizontalen Bändern sorgt der neue elektronische, verschleißfreie Motorstarter SK 135E, der durch integrierte Schutzfunktionen in der Peripherie Kosten spart, da er zusätzliche Schaltschrankgeräte wie Motorschutzschalter, Wendeschützschalter und Bremsgleichrichter ersetzt. Für ein höheres Losbrechdrehmoment kann über DIP-Schalter direkt am Starter eine Boost-Spannung eingestellt werden. Wo in weitläufigen Anlagen eine Geschwindigkeitsregelung ohne Positionierung gefragt ist, z.B. an horizontalen Förderbändern, leistet der oben genannte SK 180E ebenfalls treue Dienste. Und bei Hub- und Sortieraufgaben sorgen die Umrichter der Baureihe SK 200E mit besonders breitem Funktionsspektrum für hohe Dynamik und Präzision. Die Bedienung ist für das gesamte Nord-Programm einheitlich und kann einfach und flexibel direkt am Gerät oder am PC mit der Gratis-Software Nord Con erfolgen.
