Synchronreluktanzmotor senkt Energieverbrauch und Betriebsgeräusch eines Extruders

Konstantmoment-Anwendung profitiert von der Synchronreluktanzmotor-Technologie.

11. März 2016 --- Ein zu 15 Prozent geringerer Energieverbrauch, deutlich niedrigere Motorwartungskosten und ein geringeres Betriebsgeräusch wurden durch die Installa-tion eines Paketes aus Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter von ABB bei einer Doppelextruder-Anwendung erzielt.

Das Werk von Radius Systems in Derbyshire, Großbritannien, verfügt über 14 Extru-sionslinien für die Produktion von Polyethylenrohren mit einem Durchmesser von 16 mm bis 1.200 mm sowie einer Spritzgussanlage zur Herstellung der dazu gehörenden Fittings, die von Versorgungsunternehmen für Gas- und Wasserleitungen eingesetzt werden. Acht Linien werden durch DC-Motoren angetrieben, von denen viele mehr als 20 Jahre alt sind. Linie 12 wurde sehr stark genutzt, und der 182-kW-DC-Motor fiel regelmäßig aus, was zu erhöhten Stillstandszeiten und steigenden Wartungskosten führte. Das Unternehmen schätzt, dass die jährlichen statischen und dynamischen Prüfungen, der Austausch der Bürsten und die externen Arbeitskosten sich alleine auf 2.000 Pfund (2.560 Euro) pro Motor belaufen.

Vorher-Nachher-Überwachung
Der Vertragspartner von ABB für die Region Derbyshire, Inverter Drive Systems (IDS), wurde damit beauftragt, bei Linie 12 eine Vorher-Nachher-Überwachung des DC-Motors durchzuführen. Auf diese Weise wurde die Energieeinsparung ermittelt und es wurde bestätigt, dass eine Investition in einen Asynchronmotor plus Frequenzumrich-ter die von Radius Systems geforderte Amortisierungzeit von drei Jahren erfüllen würde.

Aufgrund dieser Überwachung konnte IDS den Drehzahlbereich des DC-Motors ermit-teln und erkennen, dass er für die Anwendung überdimensioniert ist und somit mehr Energie verbraucht als notwendig. Auch wenn der Motor regelmäßig gewartet wurde, war er doch 20 Jahre alt und hatte bei Weitem nicht mehr den Wirkungsgrad, für den er ursprünglich ausgelegt war.

Man ging davon aus, dass das Energiesparpotenzial durch ein Synchronreluktanzmo-tor-Paket für Linie 12 im Bereich von 8 bis 15 Prozent liegen würde bei einer Amorti-sationszeit von zwei Jahren. Durch den Wegfall der Wartungskosten für den DC-Motor würde sich eine Kostenentlastung von mehr als 2.000 Pfund (2.560 Euro) ergeben.

Moderne Technologie
Der Synchronreluktanzmotor mit 200 kW, 1500 U/min und IE4 bietet zusammen mit dem ABB Industrial Drive ACS880 einen deutlich höheren Wirkungsgrad als ein Stan-dard-Asynchronmotor plus Frequenzumrichter. Außerdem ist dieses Paket deutlich geräuschärmer als der vorhandene DC-Motor. „Durch den Synchronreluktanzmotor ist das Geräusch in der Produktionshalle deutlich gesunken“, sagt Rob Betts, Engineer-ing Manager bei Radius Systems. Die Stellfläche des vorhandenen DC-Motors war eine Herausforderung. Allerdings kann ein Synchronreluktanzmotor bis zu zwei Baugrößen kleiner sein als ein herkömmlicher Asynchronmotor, was bei dem Aus-tausch von DC-Motoren ein unmittelbarer Vorteil ist.

Herausforderungen bei Konstantmoment-Anwendungen
Während ein Synchronreluktanzmotor bei Anwendungen mit quadratischem Drehmo-ment wie Pumpen, Lüftern und Kompressoren umfassend getestet ist, gibt es nur rela-tiv wenig Informationen zu Konstantmoment-Anwendungen wie Extrudern. Trotz der wenigen Informationen zu Konstantmoment-Anwendungen war Betts zuversichtlich: „Zu keinem Zeitpunkt hatten wir das Gefühl, dass wir mit dieser neuen Technologie ein Risiko eingehen würden. Sie ist umfassend getestet, und wir hatten volles Ver-trauen in eine so hervorragende Marke wie ABB.“

Hilfe beim Verständnis der hier verwendeten technischen Fachbegriffe finden Sie un-ter: www.abb.com/glossary.

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