Steigende Energiekosten lassen viele Unternehmen kreativ werden, um ihre Produkte und Produktionsprozesse zu optimieren. Energieeffizienz und Nachhaltigkeit liegen nicht nur im Trend, sondern sind wichtige Faktoren für eine grüne Zukunft – B&R will bis 2030 CO2-neutral werden. Vor diesem Hintergrund verrät Wilfried Guerry, Global Product Manager Antriebstechnik, im Interview, wie B&R das Maximum an Energieeffizienz aus seinen Servomotoren und Servoantrieben herausholt.
Obwohl sie effizienter sind als pneumatische oder hydraulische Aktoren, gehören Elektromotoren nach Luftkompressoren und Öfen zu den größten Energieverbrauchern in Maschinen. Dies ist in Zeiten stark steigender Energiekosten nicht unerheblich. Zu diesen unerwünschten Verbraucher-Phänomenen gehören u. a. Wirbelstromverluste, Joulesche Verluste sowie der der Blindstromverbrauch.
Blindenergie, die nicht in mechanische Energie umgewandelt werden kann, macht mehr als 15 % des Stromverbrauchs von Maschinen aus. B&R integriert in seine ACOPOSmulti-Antriebssysteme aktive Netzteile zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC), die den Blindanteil der aufgenommenen elektrischen Leistung nahezu eliminieren. Darüber hinaus ermöglichen sie im Gegensatz zu passiven Varianten auch beim regenerativen Bremsen die Rückspeisung von Energie ins Netz. Dadurch entfällt der Einbau von Bremswiderständen zur Ableitung der überschüssigen Energie, was zu kompakteren Maschinen führt. B&R setzt seit mehr als 15 Jahren auf diese bewährte Lösung. Schon mit dem Wechsel von einer passiven zu einer aktiven Stromversorgung können Kunden ihre Stromkosten senken und ihren CO2-Fußabdruck reduzieren.
Um den Energieverbrauch von Maschinen weiter zu senken, ist eine vollständige Erfassung des Energieverbrauchs erforderlich. Es gibt zwar Lösungen zur Überwachung des Energieverbrauchs, diese geben jedoch keine Informationen darüber, wie viel Energie jeder einzelne Servoantrieb verbraucht und wann die Spitzenwerte im Maschinenzyklus auftreten. Mit einer neuen Energiemonitoring-Funktion, die in naher Zukunft in B&R-Servoantriebe integriert wird, weiß der Betreiber jederzeit, wie viel Energie jeder einzelne Servoantrieb in der Maschine verbraucht. Wir werden auch bald Funktionen für geplante Wartungsaufgaben anbieten. Das Erkennen einer ungewöhnlichen Stromaufnahme an einem Umrichter kann helfen, ein anbahnendes mechanisches Problem frühzeitig zu erkennen und zu lokalisieren.
Servoregler von B&R können die Schaltfrequenz ihrer Leistungstransistoren in Abhängigkeit von der Motordrehzahl automatisch reduzieren. Dadurch können die elektrischen Verluste bei niedrigen Motordrehzahlen oder im Stillstand um bis zu 30 % reduziert werden. Die von B&R angebotenen Motoren mit hoher Drehmomentdichte minimieren die Wirbelstromverluste und liefern im Vergleich zu Standardmotoren rund 50 % mehr Drehmoment. Dieser Wert zeigt deutlich das hohe Energieeinsparungspotential der kompletten Antriebstechnik-Lösung von B&R im Vergleich zum Mitbewerb.
So wirkungsvoll diese Maßnahmen auf der Motorseite auch sind, sie allein reichen nicht aus. Um eine maximale Energieeffizienz des Antriebsstrangs zu erreichen, haben wir auch die netzseitige Einspeisung neu konzipiert. Hier war ein Umdenken erforderlich: Die von B&R entwickelte Hybridlösung vereint die Vorteile der IGBT- und MOSFET-Technologie und verzichtet nahezu vollständig auf verlustreiche Komponenten wie Rückspeisedrossel und Netzfilter. Die patentierte Lösung konnten wir bereits erfolgreich im Labor und an Maschinen von Pilotkunden testen. Sie ermöglicht eine Energieeffizienz von nahezu 99 % bei einer abgegebenen Nennleistung von 32 kW.
Die Verbesserungen erhöhen nicht nur den Wirkungsgrad der Motoren, sondern machen auch externe Komponenten überflüssig. Für unsere Kunden bedeutet dies eine Platzersparnis von fast 70 % im Vergleich zu bestehenden Lösungen – dieser Wert kann sich neben der gesteigerten Energieeffizienz sehen lassen.
Herr Guerry, wir bedanken uns für Ihre Zeit und das Gespräch.
Mit unserer patentierten Lösung der netzseitigen Einspeisung, konnten wir bereits erfolgreich im Labor und bei Pilotkunden testen: Sie ermöglicht eine Energieeffizienz von nahezu 99 % bei einer abgegebenen Nennleistung von 32 kW.
