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Individuell konstruierte Bremswiderstände

Energie sicher wandeln

Motoren erzeugen im generatorischen Betrieb Energie, die abgeführt werden muss. Diese Aufgabe übernehmen in fast allen Frequenzumrichtern Bremswiderstände. Worauf es bei diesen unscheinbaren Komponenten ankommt, damit sie keine Gefahrenquelle darstellen und warum es so viele Varianten gibt, erfuhr das SPS-MAGAZIN im Gespräch mit Michael Koch, dem Geschäftsführer des gleichnamigen Unternehmens.
Michael Koch ist für seine sicheren Bremswiderstände bekannt. Häufig werden sie auch zusammen mit dem Kunden nach deren speziellen Wünschen konzipiert, in Bezug auf Leistungen, Widerstandswerten und Geometrien.
Michael Koch ist für seine sicheren Bremswiderstände bekannt. Häufig werden sie auch zusammen mit dem Kunden nach deren speziellen Wünschen konzipiert, in Bezug auf Leistungen, Widerstandswerten und Geometrien.Bild: Michael Koch GmbH

Immer, wenn es sich nicht lohnt, Bremsenergie in aktiven Energiemangementsystemen zwischen zu speichern und wieder zu verwenden, lässt sie sich schnell und direkt über Bremswiderstände abbauen, richtig?

Genau. Wenn sich ein Antrieb langsamer drehen soll, erzeugt er Energie. Diese muss irgendwo hin, um Schäden zu vermeiden. Die einfachste Möglichkeit dazu bieten Bremschopper mit angebautem Bremswiderstand, der diese wertvolle elektrische Energie in Wärmeenergie umwandelt.

Das klingt nach einer einfachen Aufgabe. Also ist es egal, welchen Bremswiderstand man verwendet?

Für die Funktion schon. Wer den Umrichter jedoch langfristig betreiben und einen sicheren Prozess haben will, sollte allerdings sichere und hochwertige Bremswiderstände einsetzen.

Was ist denn ein sicherer Bremswiderstand und woran erkennt man ihn?

Ein sicherer Bremswiderstand stellt auch dann keine Gefahr für Leib und Leben sowie das Umfeld dar, wenn er dauerhaft überlastet wird. Das passiert z.B. wenn ein Frequenzumrichter durchlegiert. In sicherer Ausführung erzeugt der Bremswiderstand keinen Kurzschluss und keinen Körperschluss, explodiert nicht oder fängt Feuer, sondern trennt den Stromfluss wie eine Sicherung – und zwar dauerhaft.

Bei billigen Bremswiderständen können die durchgebrannten Trennstellen nach Überlastung unter Umständen wieder schließen. Oberflächlich betrachtet funktioniert er dann zwar noch, stellt aber eine noch größere Gefahr dar. Unsere Bremswiderstände sind sicher und so konstruiert, dass sie bei vierfacher Nennlast sicher trennen.

Man hört aber sehr selten von Unfällen oder Bränden von Schaltschränken.

 Bremsenergie lässt sich auch mit den aktiven Energiemenagement-Geräten managen. Kunden können damit die Energieeffizienz ihrer Maschinen und Anlagen deutlich steigern, die Ausfallsicherheit erhöhen und Stillstandszeiten reduzieren.
Bremsenergie lässt sich auch mit den aktiven Energiemenagement-Geräten managen. Kunden können damit die Energieeffizienz ihrer Maschinen und Anlagen deutlich steigern, die Ausfallsicherheit erhöhen und Stillstandszeiten reduzieren. Bild: Michael Koch GmbH

Das stimmt. Die modernen Frequenzumrichter berechnen ja auch, wie viel Energie auf den Bremswiderstand geht. Das sorgt schon für eine größere Sicherheit. Trotzdem besteht die Brandgefahr, wenn ein Frequenzumrichter komplett die Kontrolle verliert. Das Problem ist, dass man von außen nicht erkennen kann, ob ein Bremswiderstand sicher ist oder nicht. Auch, wenn die meisten heute ein Aluminiumprofil besitzen, sieht das zwar gut aus, es sagt aber nichts über die Sicherheit und Qualität aus. Anwender müssen sich da auf die Aussagen des Herstellers verlassen, oder am besten lassen sie sich die sichere Funktion vorführen. Das bieten wir unseren Kunden in unserem Unternehmen gerne an.

Das ist aber nicht der einzige Service den Sie anbieten.

Genau, unsere Spezialität sind kunden-, maschinen- sowie applikationsspezifisch konfektionierte Bremswiderstände. Wir können sie halogenfrei auslegen, mit Abdeckungen, Klemmkästen oder Klemmen versehen und mit unterschiedlichen Leitungen – auch geschirmt – oder Steckverbindern konfektionieren.

So erhalten unsere Kunden ihre Bremswiderstände direkt einbaufertig. Dazu kommen dann noch spezielle Verpackungsvorschriften, Montagebetriebsanleitungen oder eine besondere Kennzeichnung, die wir berücksichtigen und vorsehen. Durch unser Baukastensystem mit mehreren hundert Komponenten sind wir in der Lage, verschiedene Bremswiderstände im sechsstelligen Bereich zu konstruieren. Somit können wir nahezu alle Anforderungen in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften, den mechanischen Bauraum oder die Umgebungsbedingungen erfüllen. Dieses simple passive Element eines elektrischen Widerstands, wird als sicherer Bremswiderstand also durchaus komplex.

Natürlich gibt es auch bei uns Standard-Widerstände mit 200W Dauerleistung mit 100, auch in großen Stückzahlen, allerdings sind wir bei den sicheren Spezialausführungen die erste Adresse. Der Anwender spart dadurch Platz, ist mit seiner Anwendung auf der sicheren Seite und hat keinen Integrationsaufwand mehr, da er den Bremswiderstand fertig konfiguriert erhält und nur noch anschließen muss.

 Durch die unterschiedlichen Komponenten in dem Baukasten, wie Winkel, Unterbaurahmen, Abstandsbolzen, Schrauben und geschirmte Leitungen, geht die Varianz der Bremswiderstände von Koch in den sechsstelligen Bereich.
Durch die unterschiedlichen Komponenten in dem Baukasten, wie Winkel, Unterbaurahmen, Abstandsbolzen, Schrauben und geschirmte Leitungen, geht die Varianz der Bremswiderstände von Koch in den sechsstelligen Bereich.Bild: Michael Koch GmbH

Was tut sich technisch bei den Bremswiderständen?

Natürlich entwickeln sich die Materialien immer weiter. So gibt es inzwischen auch Legierungen oder Kunststoffe, die den hohen Temperaturen widerstehen. Aktuell ist aber in unserem mittleren Leistungsbereich bei den PTC- sowie den drahtgebundenen Bremswiderständen kein Technologiesprung zu erwarten.

Natürlich hat der technische Fortschritt, getrieben durch den Siegeszug der Frequenzumrichter und der Servotechnik insgesamt sowie der elektrischen Antriebstechnik gegenüber der Pneumatik und der Hydraulik, auch die Ansprüche an die Bremswiderstände deutlich erhöht. Gerade deshalb sollten solche kleinen Komponenten, über die man sich kaum Gedanken macht, wie eben Bremswiderstände, nicht zum Sicherheitsrisiko werden. Deshalb gehören auch fast alle namhaften Hersteller von Frequenzumrichtern zu unseren Kunden, die wissen schließlich, worauf es ankommt.

Spielt Nachhaltigkeit in dem Umfeld ein Thema?

Eher weniger. Wir bieten unseren Kunden an, die Bremswiderstände zurückzunehmen und übernehmen dann entsprechend die Entsorgung und gegebenenfalls das Recycling des Aluminiums, aber das wird aus verschiedenen Gründen nicht wahrgenommen. Der wichtigste ist, dass unsere Bremswiderstände einfach nicht kaputt gehen.

Für uns als Unternehmen spielt Nachhaltigkeit da schon eine größere Rolle. Wir sind ja nicht umsonst der aktuelle Träger des Umweltpreises des Landes Baden Württembergs in der Kategorie Industrie bis 250 Mitarbeitern. Dieser Nachhaltigkeitspreis durchleuchtet das Gesamtunternehmen. Wir verwenden erneuerbare Energien und setzen auf Elektromobilität. Durch unsere neuen PV-Anlage agieren wir inzwischen komplett treibhausgasneutral.

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