ABB ACS880: Rückspeisefähige Antriebe

In der Industrie werden Elektromotoren oft in Anwendungen mit zahlreichen Bremsvorgängen eingesetzt. Ein Brems-Chopper und externe elektrische Widerstände geben dabei Bremsenergie in Form von Wärme ab. Diese verpufft dann wirkungslos oder muss sogar mit zusätzlicher Energie gekühlt werden. Rückspeisefähige drehzahlgeregelte Antriebe hingegen können diese Bremsenergie ins Netz zurückspeisen. Die Energieeffizienz verbessert sich dadurch erheblich. ABB setzt seit langem auf solche Lösungen. Mittlerweile wird ein extrem breiter Leistungsbereich abgedeckt.

In Anwendungen mit häufigen Bremsvorgängen (z. B. Lifte) bieten rückspeisefähige Frequenzumrichter ein hohes Energieeinsparpotenzial.

In Anwendungen mit häufigen Bremsvorgängen (z. B. Lifte) bieten rückspeisefähige Frequenzumrichter ein hohes Energieeinsparpotenzial.

Rückgespeiste Energie ist „sauber“ und von hoher Qualität. Sie kann von anderen Verbrauchern genutzt werden, wodurch sich der Anlagenwirkungsgrad deutlich erhöht. Die rückspeisefähigen Frequenzumrichter ABB Industrial Drives ACS880 decken einen Leistungsbereich von 4 bis 3.200 kW ab. Sie können den Energieverbrauch bedeutend senken, reduzieren durch die kompakte Bauweise den Platzbedarf um bis zu 85 % und senken so auch die Investitionskosten um bis zu 30 %. Zudem macht die geringere Wärmeabgabe erheblich weniger Klimatisierung des Elektroraums notwendig.

Wieviel Energie rückspeisefähige Lösungen einsparen helfen, zeigt folgendes Beispiel: Bei einem Kran für die Abfallentsorgung mit einem 55-kW-Hubmotor, einem 9-kW-Kranfahrtmotor und einem 4,5-kW-Katzfahrtmotor und einem rückspeisefähigen Frequenzumrichter betragen die Einsparungen pro Jahr geschätzte 15,6 MWh Energie – oder umgerechnet etwa 2.300 Euro. Diese Reduktion um 32 % entspricht dem durchschnittlichen Jahresenergieverbrauch von vier Haushalten.

Die neuen rückspeisefähigen Frequenzumrichter ACS880 speisen Bremsenergie von Elektromotoren als annähernd oberschwingungsfreien Strom ins Netz zurück.

Die neuen rückspeisefähigen Frequenzumrichter ACS880 speisen Bremsenergie von Elektromotoren als annähernd oberschwingungsfreien Strom ins Netz zurück.

Entfernen störender Oberschwingungen

Nichtlineare elektrische Verbraucher, darunter fallen auch drehzahlgeregelte Antriebe, verursachen Oberschwingungen, die zu unerwünschten Verzerrungen der Spannung und des Stroms in den Netzen führen. Die Oberschwingungen führen zu einem unzuverlässigen Betrieb und können andere Verbraucher wie Motoren, Transformatoren und weitere elektrische Einrichtungen übermäßig aufheizen. Das erfordert eine zusätzliche Kühlung, sorgt für Energieverluste und kann schlimmstenfalls zu vorzeitigen Ausfällen führen.

Zwar können zusätzliche elektrische Filter diese Oberschwingungen dämpfen, besser ist es jedoch, sie gar nicht erst entstehen zu lassen. Genau das leistet die neue Generation der rückspeisefähigen ABB-Frequenzumrichter: Sie verhindern Oberschwingungen bevor sie auftreten. Der ACS880 kann den Cosinus Phi der Grundschwingung zur Optimierung der Blindleistung unter allen Lastbedingungen auf Eins regeln und erfüllt so die Oberschwingungsnormen IEEE519, IEC61000-3-12 und G5/4 in vollem Umfang.

Bei einem Kran für die Abfallentsorgung mit 55-kW-Hubmotor, 9-kW-Kranfahrtmotor und 4,5-kW-Katzfahrtmotor lassen sich mit einem rückspeisefähigen Antrieb von ABB 15,6 MWh einsparen.

Bei einem Kran für die Abfallentsorgung mit 55-kW-Hubmotor, 9-kW-Kranfahrtmotor und 4,5-kW-Katzfahrtmotor lassen sich mit einem rückspeisefähigen Antrieb von ABB 15,6 MWh einsparen.

Weniger Stillstand durch höhere Zuverlässigkeit

Die neuen rückspeisefähigen Frequenzumrichter ACS880 zeichnen sich durch eine hohe Störfestigkeit gegenüber Netzstörungen aus und können die Motorspannung auch bei instabiler Einspeisung stabil halten oder sogar erhöhen. Dadurch wird ein zuverlässiger Betrieb auch bei einem Abfall der Einspeisespannung unter den Normalwert sichergestellt.

Kompaktes Paket optimiert Kosten und spart Platz

Durch den Wegfall externer Bremskomponenten können die rückspeisefähigen Frequenzumrichter von ABB deutlich kompakter gebaut werden als herkömmliche Lösungen. Die dadurch reduzierten Engineering- und Materialkosten und der geringere Platzbedarf im Elektroraum ergeben in Summe ein erhebliches Einsparungspotential bei den Schrankbaukosten.

Die Wandmontagegeräte ACS880-11, die Einbaumodule ACS880-14 und die Schrankgeräte ACS880-17 haben alle notwendigen Komponenten in einem anschlussfertigen Gehäuse integriert. Das erleichtert und beschleunigt den Schrankeinbau zusätzlich, weil die nachträgliche Verdrahtung verschiedener Komponenten entfällt.

Maximale Motor-Performance und -Effizienz

Die neuen ACS880 gewährleisten die volle Motorspannung unter allen Bedingungen. Die Frequenzumrichter sind mit der Drehmomentregelung DTC ausgestattet und bieten damit eine präzise und dynamische Drehzahl- und Drehmomentregelung für eine maximale Motor-Performance und -Effizienz.

Damit sind die ABB-Lösungen selbst höchsten Ansprüchen, wie sie z. B. bei Anwendungen auf Prüfständen gefordert werden, gewachsen. So sorgt ein ABB Industrial Drive u. a. am Allradprüfstand eines führenden Landmaschinenherstellers nicht nur für die nötige Präzision, sondern auch für signifikante Kosteneinsparungen. Bis zu 90 % der Bremsenergie, die bei den Tests früher in wirkungslose Wärme umgewandelt wurde, können heute dank des ABB-Frequenzumrichters zurückgespeist werden. Ähnliche Effekte lassen sich auch bei weiteren typischen Applikationen wie Zentrifugen, Wuchtstände, Wickler oder Turbinen erzielen.

Digitalisierung und Konnektivität für einen optimierten Prozess

Neben all diesen Vorzügen dient der Frequenzumrichter ACS880 auch als multipler Sensor, der wichtige Informationen wie Motordrehzahl, Motordrehmoment, Motorströme, verschiedene Temperaturen und viele andere Parameter ausliest. Diese Daten stehen dann für die Diagnose, Fernüberwachung und Prozessoptimierung über ABB Ability – die Bündelung aller Produkte, Services und Lösungen im digitalen Angebot von ABB inklusive Cloud-Anbindung – zur Verfügung.

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