Die Steigerung der Energieeffizienz ist heutzutage von einer Kann- zu einer Mussaufgabe für Industrieunternehmen geworden. Neben dem Bestreben, die im Pariser Abkommen festgelegten Klimaziele umzusetzen, sind Kostenersparnis sowie eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit wesentliche Treiber für Unternehmen für Investitionen in energieeffiziente Technik.
Eine bedeutende Rolle auf dem Weg zu mehr Energieeffizienz spielen Elektromotoren, die in Gebäuden und Industrieanwendungen 45 Prozent des weltweit erzeugten Stroms verbrauchen. Die Ökodesign-Rechtsvorschriften der EU geben durch die Festlegung von Mindestanforderungen bereits strengere Vorgaben an die Energieeffizienz vor. So legt die Ökodesign-Verordnung (EU) 2019/1781 fest, dass eine breite Palette von Motoren die Effizienzklasse IE3 erfüllen müssen. Im nächsten Schritt der Verordnung wird die Effizienzklasse IE4 ab Juli 2023 für bestimmte Motoren obligatorisch.
Noch mehr Energie kann mit ABB-Synchronreluktanzmotoren (SynRM) der Effizienzklasse IE5 eingespart werden (Bild 1). Diese Motoren weisen bis zu 40 Prozent geringere Energieverluste gegenüber IE3-Motoren sowie 20 Prozent geringere Verluste verglichen mit IE4-Motoren auf. Das Paket aus SynRM und Frequenzumrichter ist eine ideale Lösung für Motornachrüstungen. Der IE5-SynRM hat die gleiche Baugröße wie ein IE2-Asynchronmotor, sodass mechanische Modifikationen entfallen und dieser Motor sich gut als Ersatz für herkömmliche Asynchronmotoren eignet.
ABB erweitert jetzt mit zwei neuen Synchronreluktanzmotoren ihr umfangreiches Angebot in diesem Bereich. Hohe Kompaktheit ist das zentrale Merkmal der neuen IE5-SynRM mit Flüssigkeitskühlung. Die SynRM mit einer Leistung von 55 kW bis 600 kW in den Baugrößen 200 bis 315 sind deutlich kompakter als leistungsgleiche IE3-Asynchronmotoren. In kleineren Größen gibt es auch äußerst kompakte Versionen mit den Effizienzklassen IE2 bis IE4. Die kleinere Baugröße der flüssigkeitsgekühlten SynRM vereinfacht die Integration bei Nachrüstungen und ermöglicht kompaktere Maschinen, die sich einfacher transportieren lassen und platzsparender sind. Ein weiterer Pluspunkt dieser neuen SynRM ist der geräuscharme Lauf, der die Lärmentwicklung am Arbeitsplatz senkt. Die den Motoren zu Grunde liegende Technologie reduziert die Wärmeentwicklung im Rotor erheblich, was zu einer verringerten Lagertemperatur führt. Daraus resultierend kann die Lagerlebensdauer deutlich verbessert werden. Die Benutzerfreundlichkeit im Design wie Fettablassvorrichtung an den Lagern oder drehbarer Klemmenkasten sowie die geringeren Wartungsaufwendungen senken die Betriebskosten der Anlage weiter.
Bereiche, in denen entflammbare Gase und Stäube auftreten können, sind Einsatzgebiete der neuen Synchronreluktanzmotoren mit verbesserter Sicherheit für explosionsgefährdete Bereiche. Die Motoren leisten zwischen 5,5 kW und 315 kW und sind in den Baugrößen zwischen 132 und 315 erhältlich. Zusätzliches Leistungsmerkmal der explosionsgeschützten SynRM ist ihr Wirkungsgrad der Effizienzklasse IE5 mit positiven Auswirkungen für die Betriebskosten durch den geringeren Energieverbrauch.
Das Komplettsortiment von ABB an Motoren mit hoher Leistungsdichte (HDP-Motoren) bietet Maschinenbauern neue Möglichkeiten (Bild 2). Mit Baugrößen von 80 bis 400 und Varianten wie wassergekühlten Motoren und High-Speed-Motoren stehen ihnen leistungsstarke Antriebslösungen bestehend aus HDP-Motor und Frequenzumrichter für eine Vielzahl von Maschinentypen, -größen und -anwendungen zur Verfügung. Die Maschinenbauer können die hohe Leistungsdichte der HDP-Motoren auf zwei Arten nutzen: Sie können eine bestehende Maschine mit einem stärkeren Motor als Drop-In-Ersatz nachrüsten oder einen kompakteren, aber ebenso leistungsstarken HDP-Motor für eine Neukonstruktion nutzen, um die Stellfläche zu verringern.
Der neue all-compatible Machinery Drive ACS180 (Bild 3) gewährleistet einen zuverlässigen Maschinenbetrieb mit wesentlichen Funktionen zur Anwendungsregelung. Damit wird die ABB-Familie der Machinery Drives um einen kompakten, robusten und anpassungsfähigen Frequenzumrichter für Maschinenbauer erweitert. Der Frequenzumrichter verfügt über eine präzise Vektorregelung für Asynchron- und Permanentmagnetmotoren mit einer Leistung von 0,25 kWbis 22 kW. Weitere Merkmale sind die Modbus-RTU-Kommunikation, adaptive Programmierung und funktionale Sicherheit (STO). Der ACS180 kann zum Beispiel Förderanlagen, Pumpen, Lüfter, Mischer und Kompressoren in diversen Industriezweigen regeln, darunter in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Textilindustrie, Fördertechnik sowie in kommerziellen Anwendungen.
