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Optimierte Frequenzumrichter mit integrierter SPS-Funktion

„Wir entwickelt immer mehr Frequenzumrichter, die über vorgegebene Drehzahlen zusammenarbeiten und mehrere rotierende Umformer optimal angepasst betreiben“, konstatiert Karl-Heinz Kemmerich, Geschäftsführer der Kemmerich Elektromotoren.

„Ein rotierender Umformer besteht aus einem Elektromotor, der über eine Welle einen Generator für die gewünschte Stromart antreibt. Diese über ihre Wellen gekoppelten Maschinen werden auch als Umformersatz bezeichnet. Der Frequenzumrichter hingegen ist ein vollständig elektronisch arbeitendes System. In einem speziellen Anwendungsfall arbeiten die Umformer nach Bedarf entweder zusammen oder einzeln. Deshalb mussten hier individuelle Frequenzumrichter verwendet werden, die je nach Leistungs-, Spannungs- und Stromerfordernissen einen idealen Wirkungsgrad erzeugen.“ Kemmerich weiter.

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Kundenspezifische Lösungen richten Stromstärken bei Frequenzen bis 4 kHz um

Mit Hilfe der Frequenzumrichter können Strom- und Energie- sowie Instandhaltungskosten gesenkt werden. Denn oft ist es nicht nötig, dass eine Maschine an ihrem Leistungsmaximum fährt und so Material und Geldbeutel strapaziert. Durch die Optimierung des Wirkungsgrades kann ferner eine Leistungssteigerung bewirkt werden. „Bei Pumpen und Ventilatoren beispielsweise wird durch den Einsatz von asynchronen und synchronen Maschinen mit Umrichtern an turbinengetriebenen Generatoren ein erhebliches Potenzial erschlossen, da diese heute den erzeugten Strom direkt ins Netz rückspeisen können“, erklärt Kemmerich.

Die Frequenzumrichter von Kemmerich nutzen eine Energiesparfunktion, permanentes Auto-Tuning für hohe Wirtschaftlichkeit und Dynamik sowie SPS-Funktionen und können mit verschiedensten Stecker- beziehungsweise Anschlussmöglichkeiten geliefert werden. Die Systeme richten Stromstärken bis zu einer Ausgangsfrequenz von 4000 Hz um.

Kemmerich: „Wenn wir das speziell für den kundenspezifischen Einsatzfall bestmögliche Gerät in unserer Produktpalette nicht finden können, bauen wir vorhandene Geräte um oder fertigen ein neues Produkt. Das betrifft auch die Neuentwicklung der Software. Beispielsweise wurden für einen Auftrag die Leiterplatten der Leistungselektronik direkt auf die Böden mehrerer Aluminiumgehäuse montiert und spezielle Schalter, Kontrolllampen und Potenziometer eingebaut, um die Umrichter wasserdicht zu machen. Denn die optimale Abstimmung auf die jeweiligen Kundenanforderungen ist eine Notwendigkeit, wenn das höchstmögliche Sparpotenzial ausgeschöpft werden soll.“

Die Frequenzumrichter von Kemmerich besitzen eine Energiesparfunktion, permanentes Auto-Tuning für hohe Wirtschaftlichkeit und Dynamik sowie SPS-Funktionen und können mit verschiedensten Stecker- beziehungsweise Anschlussmöglichkeiten geliefert werden.

Die Energiesparfunktion ist ein Arbeitsverfahren des Umrichters, welches auf dem Prinzip der spannungsgeführten sensorlosen Vektorkennlinie arbeitet. Der Umrichter regelt für die momentan anliegende mechanische Last das momentan energetisch günstigste Verhältnis zwischen Wirkstrom und Blindstrom und spart Energie, indem einer zu großen oder unvorteilhaften Wicklungserregung entgegengewirkt wird.

Das permanente Autotuning übernimmt bereits bei Start des Motors die Kontrolle über die eingegeben Parameter. Bei Wertänderungen ändert der Umrichter sein Verhalten entsprechend der Werkvorgabe. „Das Resultat ist die beste Dynamik, die es bei Umrichtern je gegeben hat“, versichert Kemmerich, „die spannungsgeführte sensorlose Vektorkennlinie unseres Frequenzumrichters kann, wie beschrieben, Energie sparen, kann aber auch mit einer weiteren Einstellung im entsprechenden Arbeitsverfahren-Parameter des Umrichters ein extrem starres, dynamisches, kraftvolles Verhalten entwickeln.“

Förderinitiative „Zukunftsfähige Stromnetze“

Die Bundesministerien für Wirtschaft und Technologie, für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit sowie für Bildung und Forschung haben eine gemeinsame Initiative zur Förderung von Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet zukunftsfähiger Stromnetze gestartet. Mit der Initiative sollen auf diesem für die Umsetzung der Energiewende wichtigen Gebiet die notwendigen technologischen Voraussetzungen und Innovationen für eine langfristig gesicherte, bezahlbare und umweltverträgliche Stromversorgung geschaffen werden.

Der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien wächst beständig. Damit kommen die Stromnetze an ihre technischen Grenzen. Der Ausbau der erneuerbaren Energien und der Stromnetze muss deshalb im Gleichklang erfolgen, um die Energiewende zum Erfolg zu führen.

Neue Anforderungen, wie z. B. höhere Übertragungsleistungen, zeitliche und geografische Schwankungen bei der Einspeisung aus erneuerbaren Energien und eine steigende dezentrale Stromproduktion fernab von Verbrauchsschwerpunkten, erfordern neue Technologien und Konzepte. Deshalb werden im Rahmen der Initiative wichtige Aspekte, wie beispielsweise optimierte Übertragungs- und Verteiltechniken, intelligente Stromnetze, neue Konzepte zur Netzplanung und Betriebsführung sowie innovatives Lastmanagement adressiert.

Die Förderinitiative „Zukunftsfähige Stromnetze“ ist Bestandteil des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung. Die drei beteiligten Ressorts werden bis zu 150 Mio.€ für die gemeinsame Initiative bereitstellen und damit laufende Förderaktivitäten in dem Bereich verstärken. Nach der gemeinsamen Forschungsinitiative im Bereich Energiespeichertechnologien vom Sommer 2011 ist dies die zweite ressortübergreifende Maßnahme im Rahmen des Energieforschungsprogramms. Die Förderrichtlinien wurden am 11. Januar 2013 im Bundesanzeiger veröffentlicht. Projektskizzen können ab sofort eingereicht werden.

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