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Elektrischer Antrieb

DefinitionElektrischer Antrieb

Elektrische Antriebssysteme bestehen aus Frequenzumrichter, Elektromotor und Getriebe. Dabei ist die zentrale Komponente der Elektromotor, der die elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromnetz in mechanische Energie umwandelt. Dies beruht auf der Kraftwirkung zwischen Magnetfeldern und elektrischen Strömen. Im Bereich der elektrischen Antriebe bietet sich durch den Einsatz von energieeffizienteren Antriebstechniken ein enormes Einsparpotenzial an.

Optimierungsmöglichkeiten

Energiesparmotoren

Die Tendenz in der Entwicklung der elektrischen Anriebe geht dahin, neue Technologien zu entwickeln, um die Antriebe effizienter zu gestalten. Gefördert wird die technologische Weiterentwicklung unter anderem durch EU-Vorgaben, welche die Antriebstechniken zum einen in verschiedene Energieeffizienzklassen unterteilen. Zum anderen existieren Vorgaben, die unter anderem beinhalten, dass ab festgelegten Zeitpunkten nur noch elektrische Antriebe bestimmter Energieeffizienzklassen in Umlauf gebracht werden dürfen.

Drehzahlregelungen

Das weitaus größere Potenzial Einsparungen zu realisieren, bietet die Variante der Drehzahlregelung. Die Effektivität dieser Möglichkeit liegt darin, dass sie dazu führt, dass der angeschlossenen Arbeitsmaschine nur die Menge an Energie zur Verfügung gestellt wird, die sie für den auszuführenden Prozess tatsächlich benötigt. Dabei sorgt die elektronische Drehzahlregelung auch für ein energiesparendes Anfahren des Antriebs und für eine Rückspeisung der Energie beim Bremsvorgang. Dies spielt z.B. beim Betrieb von Pumpen, Ventilatoren oder Mühlen eine große Rolle.

Frequenzumrichter

Während des Beschleunigungsvorgangs entstehen beim Einschalten von Drehstrommotoren besonders hohe Läuferverluste. Diese ergeben sich aus der Differenz der Rotordrehzahl und der Netzfrequenz.

Die entstehenden hohen Verluste während des Beschleunigungsvorgangs können durch den Einsatz eines Frequenzumrichters vollkommen vermieden werden. Dies geschieht dadurch, dass der Frequenzumrichter die Frequenz kontinuierlich im Einklang mit der Rotordrehzahl steigert.

Im Gegensatz dazu muss beim Bremsen die in der Mechanik gespeicherte kinetische Energie abgebaut werden. Diese Energie wird in den meisten Fällen durch eine Widerstandsbremsung ohne jeden Nutzen in Verlustwärme umgewandelt.

Allerdings gibt es auch Frequenzumrichter mit Netzrückspeisung. Diese können die beim Bremsen frei werdende kinetische Energie ins Netz zurückspeisen. Das bietet ein interessantes Potenzial zur Energieeinsparung bei allen Antriebsaufgaben mit periodischen Beschleunigungs- und Bremsvorgängen, so z.B.:

  • Zentrifugen
  • Prüfstände
  • Pressen
  • Krane
  • Hub- und Fördereinrichtungen

Die Netzrückspeisung hat darüber hinaus den Vorteil, dass der Antrieb thermisch geringer belastet wird. Das wiederum wirkt sich positiv auf seine Lebensdauer aus.

Bestandsaufnahme Elektrische Antriebe
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