KEB setzt auf Systemlösung statt Komponenten-Denken
Bei der Auswahl von (Getriebe-)Motoren gilt es für Anlagen- und Maschinenbauer, auf viele verschiedene Eigenschaften des Produkts zu achten. Fast immer fällt der Blick dabei auf den Wirkungsgrad – und das durchaus nicht grundlos. Doch für den effizienten Antrieb einer Anwendung sollten weitere Faktoren berücksichtigt werden. Das Ziel: Weg von der Betrachtung eines einzelnen Motors. Und hin zu einem Ansatz, bei dem der Motor Teil eines Gesamtsystems ist.
Stirnrad-, Flach- und Kegelradgetriebe von KEB haben eines gemeinsam: Sie alle verfügen über hohe Wirkungsgrade. 94 bis 96 Prozent sind realisierbar und damit sind beste Voraussetzungen für einen besonders effizienten Betrieb gegeben. Und auch der Wirkungsgrad der Elektromotoren ist zur berücksichtigen: So warten Permanentmagnet-Synchronmotoren und Synchron-Reluktanzmotoren mit vergleichbar hohen Wirkungsgraden auf, die über dem Wirkungsgrad eines Asynchronmotors liegen.
Nicht ohne Grund ist der Wirkungsgrad von Elektromotoren eine spannende Kennzahl, denn sie gibt an, wie effizient elektrische Energie in mechanische Arbeit umgesetzt wird. Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet, dass ein Motor weniger Verlustleistung in Form von Wärme erzeugt und somit wirtschaftlicher, langlebiger und nachhaltiger arbeitet. Gemäß der Norm IEC 60034301 werden netzgespeiste Drehstrommotoren in Effizienzklassen wie IE1 bis IE4 eingeteilt, wobei höhere Klassen bessere Wirkungsgrade kennzeichnen.
Im Maschinenbau beeinflusst der Wirkungsgrad nicht nur die Energiekosten, sondern auch die Auslegung ganzer Anlagen. Ein effizienter Motor reduziert den Kühlbedarf, ermöglicht kompaktere Konstruktionen und senkt den Gesamtenergieverbrauch industrieller Prozesse. Da Elektromotoren in der Industrie zu den größten Stromverbrauchern zählen, führt ein hoher Wirkungsgrad zu erheblichen Einsparungen und verbessert die Umweltbilanz. Der Wirkungsgrad ist damit ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl, Dimensionierung und Bewertung von Antrieben in Maschinen und Produktionsanlagen – aber eben nur eines von mehreren Kriterien.
Wie steht es um die Isolation?
Ein nicht zu unterschätzender Faktor, anhand dessen Motoren ausgewählt werden sollte, ist die thermische Belastbarkeit. Diese entscheidet oft stärker über die Einsatzgrenzen der Motoren als die reine elektrische Auslegung. „Verluste werden in Wärme umgewandelt, was zur Folge haben kann, dass ein Motor elektrisch noch leistungsfähig, aber thermisch längst überlastet ist. Das Problem: Überhitzung kann zu schneller Alterung, Kurzschlüssen zwischen den Windungen oder gar zum Totalausfall des Motors führen“, sagt Daniel Lehmann, Leiter Vertrieb und Marketing bei KEB Antriebstechnik.
Zum einen ist es daher wichtig, für die passende Kühlung zu sorgen. Vor diesem Hintergrund stehen etwa die DM oder DA Asynchronmotoren von KEB optional mit Eigen- oder Fremdlüfter zur Verfügung. Aber auch die Wicklungsisolation, als einer der empfindlichsten Teile des Motors, ist von zentraler Bedeutung. Diese gibt an, welche Höchsttemperatur die Wicklung dauerhaft aushält. „Mit den Servomotoren der AL4-Baureihe hat KEB zum Beispiel einen Motor mit der Wicklungsisolation H im Portfolio – die höchste aller gängigen Klassen, die für 180 Grad Celsius Dauertemperatur ausgelegt ist“, sagt Lehmann. Die Auslegung eines Motors nach Isolationsklasse und die Auslegung nach Effizienz sind dabei zwei unterschiedliche Herangehensweisen, die in Balance zu bringen sind.
Zusammenspiel mit Drives und Co.
KEB setzt als Systemanbieter auf die optimale Abstimmung verschiedener Komponenten aufeinander. Die COMBIVERT F6 Drive Controller oder S6 Servo Drives von KEB sorgen durch die variable Ausgangsfrequenz dafür, dass sich die Drehzahl des Motors flexibel an den Prozess anpassen lässt. Zudem reduziert ein sanfter Hoch- und Auslauf mechanische Belastungen und vermeidet hohe Anlaufströme. Der Umrichter passt Spannung und Strom an die Last an, stabilisiert das Drehmoment und verhindert Überlastsituationen. Dadurch sinkt der Energieverbrauch deutlich, besonders bei Anwendungen mit unterschiedlichen Drehzahlen. Zusätzlich übernehmen die Drives Schutzfunktionen, etwa die Überwachung von Temperatur und Motorzustand. Der Betrieb des Motors mit den COMBIVERT Frequenzumrichter schafft die Voraussetzung für präzise Positionierung, Synchronisation und umfassende Diagnosemöglichkeiten. So wird aus einem einfachen Motor ein leistungsfähiger, sicherer und optimal regelbarer Antrieb.
Integration in bestehende Systeme
Die Antriebskomponenten von KEB sind durch anpassungsfähige Feldbus- und Geberschnittstellen für eine nahtlose Integration in bestehende Steuerungs- und Motorsysteme mit oder ohne Geberrückführung ausgelegt. Und auch die Motoren von KEB sind kompatibel, um kostspielige Umbauten zu vermeiden und die Installation zu vereinfachen. „Unsere Motoren und Getriebemotoren sind in diversen Baugrößen und mit den verschiedensten Flanschmaßen und Wellenabmessungen verfügbar. So können wir für nahezu jede bestehende Anwendung, die passenden Getriebemotoren-Lösung finden“, sagt Lehmann.
Mit der Software KEB-DRIVE bietet KEB ein Tool, mit dessen Hilfe Anwender Getriebe und Motoren suchen und individuell konfigurieren können. Hat der Anwender die für ihn relevanten Voraussetzungen identifiziert, können diese anschließend im KEB-DRIVE eintragen werden. Wird für die Applikation beispielsweise ein Kaltleiter benötigt, so lässt sich dieser auch in dem Tool entsprechend auswählen. Mit wenig Aufwand bekommt man nach kurzer Zeit die optimal passenden Getriebe und Motoren von KEB angezeigt. Lehmann: „Im Handumdrehen wird die Motoren-Lösung gefunden, die in das System des Kunden passt. Das reduziert den Installationsaufwand und spart bares Geld.“