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CE-Kennzeichnung elektrischer Geräte

Am 20. April 2016 ist die zweijährige Übergangsfrist für die im Alignment Package im EU-Amtsblatt L 96 vom 29. März 2014 veröffentlichten EU-Richtlinien abgelaufen. Damit herrscht jetzt endgültig Klarheit: Auch für Produkte, die der Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU unterliegen, muss eine Risikobeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden. Erst dann darf die CE-Kennzeichnung erfolgen und die Konformitätserklärung rechtsverbindlich unterschrieben werden. lesen Sie mehr >>>

Funktionale Sicherheit für schnelle Bewegungen

Insbesondere bei schnellen Bewegungen sind hohe Anforderungen hinsichtlich der funktionalen Sicherheit zu erfüllen. Diesen Aspekt hat Promicon bei der Entwicklung der Safety-Module für sein Mehrachssystem ­Varimotion berücksichtigt. Durch den zweistufigen Aufbau der funktionalen Sicherheit ist das System besonders flexibel und effizient. lesen Sie mehr >>>

Frequenzumrichter für raue Umgebungen

Die Frequenzumrichterantriebe der Active-Cube-8-Reihe sind auch bei rauen Umgebungsbedingungen einsetzbar, weshalb sie sich insbesondere für den Schwerlastbereich eignen. Ihre Eigenschaften erfüllen die Forderungen der Bergbauindustrie, der Metallindustrie, in der Wasseraufbereitung, von ­Pumpenstationen und anderen Branchen. Die Stärken der bis zu 400 kW leistenden Gerätefamilie sind Sicherheit, Energieersparnis, Diagnostik, Zuverlässigkeit und lokale Intelligenz. lesen Sie mehr >>>

Technologiebeschleuniger für die Robotik

Mit dem frei verfügbaren Robot Operating System ROS können Robotersysteme schneller und effizienter entwickelt, eingerichtet und in Betrieb genommen ­werden. Da ROS zudem kommerziell nutzbar ist, können auch Unternehmen von den Vorteilen profitieren. Seit 2013 setzt sich zudem die Initiative ROS-Industrial – unter anderem koordiniert vom Fraunhofer IPA – dafür ein, dass ROS weiter auf die Anforderungen und Ansprüche im industriellen Umfeld zugeschnitten wird. lesen Sie mehr >>>

Überwachung in Nieder­spannungsschaltanlagen

Bei der Versorgung von Produktionsanlagen mit elektrischer Energie spielt Sicherheit eine große Rolle. In Niederspannungshauptverteilungen werden meist Leistungsschalter eingesetzt, die Überströme sicher verhindern und die Spannungsversorgung bei einem Kurzschluss abschalten. Die Überwachung der Anlagen ist daher besonders wichtig, um im Fall einer Störung die Energie­versorgung möglichst schnell wiederherstellen zu können. Der Industrie- und Automobilzulieferer Schaeffler nutzt dazu in seiner Wälzlagerproduktion am Standort Schweinfurt Feldbuskoppler von Wago. lesen Sie mehr >>>

Der Weg zu einem einheitlichen System

Moderne Kraftwerksleittechniken bieten heute eine integrierte Systemstruktur für alle Automatisierungsaufgaben in einem Kraftwerk. Funktionen, wie das Engineering sowie die Bedienung und Diagnose, werden vollständig durch eine homogene Systemlandschaft abgedeckt. Das macht die in klassischen Leit­systemen erforderlichen Teilsysteme überflüssig. Die vollständige Integration des elektrischen Eigenbedarfs in die Hauptleittechnik kann über moderne ­standardisierte Schnittstellen wie IEC 61850 erfolgen. lesen Sie mehr >>>

Plug-and-play für Ortsnetzstationen

Anschließen, einschalten und loslegen – so sollte idealerweise der Einsatz von Ortsnetzstationen bei Energieversorgern erfolgen. Um solch eine Plug-and-Play-Installation zu ermöglichen, haben IDS und Ormazabal Gesamtlösungen erarbeitet, die bereits im Werk konfektioniert und konfiguriert werden. Nach der Lieferung sind die Anlagen lediglich vor Ort anzuschließen. Dadurch sparen Kunden wie die Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH Zeit und Kosten. lesen Sie mehr >>>

Industrie-4.0-Plattform für flexible Produktion

HMI, Anlagen- und Maschinensteuerung sowie IoT-Gateway werden nun in einer Plattform vereint. Mit der X-Plattform steht ein IoT-Baukasten zur Verfügung, der Anwender unterstützt, mit bewährter Technik den Schritt von Industrie 3.0 zu Industrie 4.0 zu gehen. Einfache Bedienung steht dabei im Fokus. lesen Sie mehr >>>

Aktive Verteiler und Passivverteiler für Sensoren und Aktoren

Mit den aktiven Verteilern und Passivverteilern von Bihl+Wiedemann lässt sich die Energieversorgung von Sensoren und Aktuatoren einfach und effizient lösen – und zwar unabhängig vom Anlagenkonzept. Und der Leitungsschutz ist bei den Verteilern bereits integriert. Die etz sprach darüber mit Christian Lang, dem Vertriebsleiter für Deutschland. lesen Sie mehr >>>

Analoge oder digitale Messwertübertragung?

Im Zeitalter der fortschreitenden Digitalisierung scheint die Analogtechnik zukünftig überflüssig zu werden. Die Praxis zeigt aber, dass sich die analoge Technologie erfolgreich gegen diese Konkurrenz behaupten kann. lesen Sie mehr >>>

Qualitätsinspektion ohne Geschwindigkeitsverlust

Bei den in den modernen Konverteranlagen üblichen hohen Geschwindigkeiten fallen Fehler in der Bedruckung oft nicht auf und werden daher immer häufiger erst beim Kunden entdeckt. Eine integrierte Inspektion reduziert zwar die Fehlerquote, verlangsamt aber den Produktionsprozess. Converting Equipment International hat mit Impact Vision Technologies ein visuelles System entwickelt, das mit hoher Geschwindigkeit zuverlässig arbeitet und nicht in den laufenden Prozess eingreift. lesen Sie mehr >>>

Elektronikgehäuse: universelle Anschlusstechnik integriert

Elektronikhersteller, die ihre bestückten Leiterplatten und elektronischen Schaltungen in Elektronikgehäuse einbauen möchten, stellen unterschiedliche Anforderungen an die Gehäuse. Die in einem Projekt definierte Summe dieser Anforderungen führte zur Entwicklung der neuen Gehäuseserie EH von Phoenix Contact. EH steht dabei für „Efficency Housing“. lesen Sie mehr >>>

Flexible Messtechnik für heiße Prüfungen

Schellen sorgen für eine zuverlässige Verbindung von Rohren und Schläuchen – wenn es Qualitätsschellen sind. Ein Spezialist für innovative Verbindungslösungen ist die Norma Group SE. Sie räumt der Qualität ihrer Produkte höchste Priorität ein. Dementsprechend hoch sind die Ansprüche an die Produktprüfungen sowie die dabei verwendete Messtechnik. lesen Sie mehr >>>

Berechnungstool für die energieeffiziente Schaltschrankkühlung

Ab wann lohnt sich der Kauf neuer Kühlgeräte? Diese Frage bereitet Betreibern und technischen Einkäufern von Steuerungs- und Schaltanlagen oft Kopfzerbrechen. Abhilfe schafft der neue Effizienz- und TCO-Rechner von Rittal. Gesamtkosten, Sparpotenzial und Amortisierungszeit sind nur einen Mausklick entfernt. lesen Sie mehr >>>

Elektromotoren: mit Filter oft gesünder

Motorfilter erfüllen je nach Ausführung verschiedene Aufgaben: Sie schützen zum Beispiel die Motorisolation und reduzieren hochfrequente elektromagnetische Störungen. Außerdem verringern sie Lagerströme, Wellenspannungen, Motor­stör­geräusche und die Motor-Betriebstemperatur, was zu einer höheren Lebensdauer des Motors führt. lesen Sie mehr >>>

Weitere Fachartikel finden Sie in den jeweiligen Ausgaben.

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Die ErP-Richtlinie zieht ihre Kreise

Die Drehzahlstarter PowerXL DE1 schlagen eine Brücke zwischen Motorstarter und Frequenzumrichter.

Die Drehzahlstarter PowerXL DE1 schlagen eine Brücke zwischen Motorstarter und Frequenzumrichter.

Für den Maschinen- und Anlagenbau führt an der ErP-Richtlinie kein Weg vorbei. Anfang des Jahres ist nun die zweite Stufe der EU-Motorenverordnung in Kraft getreten. Die Branche hat den Fokus bisher vor allem auf die elektrischen Motoren gelegt. Doch damit ist es nicht getan. Um die Effizienz von Maschinen und Anlagen zu optimieren, muss auch die Schaltgerätetechnik ins Kalkül gezogen werden.

Mit etwa zwei Drittel der in der industriellen Fertigung verbrauchten elektrischen Energie entfällt ein wesentlicher Anteil auf elektrische Antriebe. Nach Einschätzungen des Umweltbundesamtes könnten allein in Deutschland durch effizientere Antriebstechnologien bis zum Jahr 2020 rund 27 Mrd. kWh Strom und damit rund 16 Mio. t CO2-Emissionen eingespart werden. An diesem Punkt setzt die ErP(Energy-related Products)-Richtlinie der EU für energieverbrauchsrelevante Produkte an. Innerhalb dieser schreibt die Motorenverordnung EC 640/2009 Minimaleffizienzklassen für dreiphasige Niederspannungs-Drehstrom-Asynchronmotoren vor. Die erste Stufe dieser Verordnung, die für neu in den Verkehr gebrachte Motoren mindestens die Effizienzklasse IE2 vorschreibt, griff bereits Mitte 2011. Seit Januar 2015 sind Maschinen- und Anlagenbauer, die neue Motoren mit einer Nennausgangsleistung von 7,5 kW bis 375 kW verbauen, verpflichtet, dass diese mindestens die Effizienzklasse IE3 erreichen. Alternativ können sie IE2-Motoren einsetzen, müssen diese dann aber mit einer elektronischen Drehzahlregelung betreiben. Ab dem 1. Januar 2017 gilt die Vorgabe auch für Motoren mit Nennausgangsleistungen ab 0,75 kW.
Aufgrund dieser Entwicklung engagieren sich die Hersteller von elektrischen Motoren schon länger, um ihre Produkte effizienter zu machen. Parallel hat auch das Bewusstsein für das Thema Energieeffizienz in der Industrie zugenommen. Maschinenbauer sind nun gefragt, ihre Systeme, die bisher nicht mit IE3-Motoren oder Drehzahlregelung ausgestattet waren, umzurüsten. Um Maschinen und Anlagen energieeffizienter zu gestalten, ist es jedoch nicht einfach damit getan, einen IE2- durch einen IE3-Motor auszutauschen. Damit der sichere und zuverlässige Betrieb gewährleistet ist, müssen das gesamte Antriebssystem betrachtet und die Auswirkungen der konstruktiven Änderungen applikationsseitig berücksichtigt werden.

Risiko gebannt – Schaltgeräte für IE3-Motoren
Um die Energieeffizienz von Elektromotoren zu verbessern, haben die Hersteller konstruktive Änderungen an ihren Produkten vorgenommen. Mit diesen verändern sich auch die elektrischen Eigenschaften – das heißt, die Einschaltströme effizienter Motoren steigen. Diese Tatsache wirkt sich auch auf die Schutz- und Schaltelemente aus. Mögliche Konsequenzen sind etwa ein ungewolltes Abschalten durch den Kurzschlussstromauslöser aufgrund des erhöhten Anlaufstroms oder das Prellen von Schützkontakten wegen höherer Stromkräfte, das zu Kontaktabbrand und damit reduzierter Lebensdauer sowie im Extremfall zum Verschweißen der Kontakte führt. Solch ein Verschmelzen der Kontakte kann gefährlich sein und kostspielige Maschinen-Stillstände sowie aufwändige Service-Arbeiten verursachen.
Als einer der weltweit führenden Experten für das sichere Schalten, Schützen und Antreiben von Motoren hat Eaton in Praxistests das Verhalten von Motorschutzorganen detailliert untersucht. Im Rahmen der Studie wurden die Leistungsschütze der Serie DIL sowie die Motorschutzschalter PKZ und PKE auf IE3-Tauglichkeit im Zusammenspiel mit Motoren verschiedener namhafter Hersteller überprüft und entsprechend optimiert. Es zeigt sich, dass die in der heute gültigen Norm für Motorstarter DIN EN 60947-4-1 angegebenen Werte in der Praxis bei der Verwendung von IE3-Motoren nicht mehr zutreffen – an einem Normenentwurf zur Aktualisierung wird derzeit gearbeitet. Mit Eatons heute als „IE3 ready“ gekennzeichneten Produktfamilien ist der sichere Betrieb sowohl von IE2- als auch von IE3-Motoren gewährleistet.

Pumpen und Lüfter effizient betreiben
Mit der richtigen Produktauswahl alleine lässt sich die ErP-Richtlinie aber noch nicht erfüllen. Es geht darüber hinaus darum, ganze Verfahren und Systeme zu betrachten, um den geforderten Mindestwirkungsgraden gerecht zu werden. Hierzu gehört auch die Pumpen- und Lüfterverordnung. Mit den existierenden mechanischen Durchflussverstellungen z.B. mit Ventilen und Drosselklappen ist es meist schwer möglich, den Anforderungen an die Wirkungsgrade zu entsprechen.
So erfordert eine Reduzierung der Verluste meist eine elektronische Drehzahlregelung. Jedoch ist für viele einfache Anwendungen ein Frequenzumrichter häufig funktional überdimensioniert. Generell ist die Komplexität der Geräte hoch und erfordert fundierte Kenntnisse in der Antriebstechnik. Bisher blieb Konstrukteuren als alternative Methode zur Ansteuerung von Elektromotoren nur der Motorstarter. Er bietet den Vorteil der einfachen Handhabung, ist aber in seiner Funktionalität begrenzt. Handelt es sich um eine Anwendung mit fester Drehzahl oder geringen Schalthäufigkeiten stellt der Motorstarter in Kombination mit einem IE3-Motor weiterhin die energieeffizienteste Lösung dar. Besteht das Ziel jedoch darin, Anwendungen mit bisher konstanter Drehzahl, die nicht unter voller Last laufen, energieeffizienter zu machen, so gibt es jetzt eine dritte Möglichkeit: den Drehzahlstarter PowerXL DE1.
Mit Lösungen wie dem Drehzahlstarter und „IE3 ready“-Schaltgeräten unterstützt Eaton Maschinen- und Anlagenbauer dabei, einfachere, kompaktere und kosteneffizientere Systeme zu realisieren, die zuverlässiger, sicherer und energieeffizienter sind.

Infobox: Neue Geräteklasse – Der Drehzahlstarter
Der unter dem Produktnamen PowerXL DE1 am Markt eingeführte Drehzahlstarter schlägt eine Brücke zwischen Motorstarter und Frequenzumrichter. Er lässt sich so einfach handhaben wie ein Motorstarter und ist ebenso zuverlässig, bietet aber gleichzeitig die Möglichkeit der variablen Drehzahlregelung. Die Inbetriebnahme ist „out of the Box“ möglich. Parallel kann der Bediener über ein aufsteckbares, universell verwendbares Konfigurationsmodul mit dem Schraubendreher die wichtigsten Parameter gegenüber der Werkseinstellung individuell verändern – ohne dass Tastatur, Software oder Handbuch notwendig wären. Im Praxisvergleich mit konventionellen Lösungen führte diese Art der Konfiguration zu einer Aufwandsreduzierung von bis zu 70 %.
Weitere Informationen und White Paper zu diesem Themenkomplex gibt es unter www.eaton.de/IE3 und www.eaton.de/de1

Autor:
Guido Kerzmann ist Product Line Manager Drives & Softstarter bei der Eaton Electric GmbH in Bonn
guidokerzmann@eaton.com