Stützpunkt Energieeffizienz bei elektrischen Anlagen

  • Entwicklung, Monitoring und Untersuchung von Techniken zum energieeffizienten Betreiben elektrischer Antriebe
  • Anwenderorientierte Kommunikation von neuen und bekannten Verfahren zur effizienten Gestaltung von elektro- mechanischen Antriebsachsen unter energetischen Gesichtspunkten

Maßnahmen:

1. Maßnahmen zur Minimierung des Energieeinsatzes durch Systemoptimierung

Maßnahme Bemerkungen

Bedarfsgerechte Auslegung aller Komponenten

Überdimensionierung vermeiden, damit Erzielung eines höheren Wirkungsgrads

Auswahl Motorprinzip

Reluktanzmaschinen oder permanenterregte Synchronmaschinen benötigen vergleichsweise niedrigere Ströme, der Wirkungsgrad ist besser als bei entsprechenden über Frequenzumrichter gesteuerten Asynchronmaschinen

Einsatz von Direktantrieben

Ersatz einer  Motor- Getriebekombination durch einen Direktantrieb, damit reduziert sich die Energiewandlungskette

Gesteuerter/  geregelter Betrieb mittels Stromrichter

Anpassung an die vom Prozess tatsächlich benötigte Energie durch Steuerung/ Regelung der Drehzahl und/oder des Drehmoments

Frequenzumrichter mit Energiesparfunktion

Durch eine automatische Spannungsanpassung wird ein f/U-gesteuerter Motor im Teillastbereich bei variabler Drehzahl mit einem besseren Wirkungsgrad betrieben.

Drehstromsteller/ Sanftanlasser mit Energiesparfunktion

Durch eine automatische Spannungsanpassung wird ein U-gesteuerter Drehstromasynchronmotor im Teillastbereich bei annähernd konstanter Drehzahl mit einem besseren Wirkungsgrad betrieben.

Energieeffiziente Bewegungssteuerung Reduktion der lastabhängigen Verluste insbesondere im Motor durch Anpassung der Beschleunigung/ Verzögerung an die tatsächlich benötigte Dynamik.
Ersatz von Fluidantrieben> Pneumatische und hydraulische Antriebe haben im Vergleich zu elektrischen Antrieben einen geringeren Wirkungsgrad

2. Einsatz von Einzelkomponenten mit hohem Wirkungsgrad und/oder geringem Eigenbedarf

Komponente

Bemerkungen

Energiesparmotor

Ersatz von Standard-Drehstrommotoren durch Motoren mit höherer Effizienzklasse

Mechanische Übertragungselemente/ Getriebe

Auswahl von Komponenten mit hohem Wirkungsgrad, so haben beispielsweise Schneckengetriebe höhere Verluste als Kegelradgetriebe

Umrichter mit thermisch gesteuertem Lüfter

Reduktion des Eigenverbrauchs durch bedarfsgerechtes Einschalten der Lüfter

Umrichter mit Bypass- Funktion

Automatische Bypass- Funktion reduziert elektrische Schaltverluste des Umrichters

3. Maßnahmen zur Energienutzung bei Generator-/Bremsbetrieb

Maßnahme

Bemerkungen

Zwischenkreiskopplung der Umrichter

Nutzung der generatorischen Energie eines Antriebstrangs für einen anderen, motorisch arbeitenden Antrieb

Netzrückspeisung durch den Umrichter

Rückspeisung der generatorischen Energie in das Netz, Verzicht auf Bremswiderstände

4. Sonstiges im Systembetrieb

Maßnahme/ Sonstiges

Bemerkungen

Zeitmanagement

Minimierung von Zeiten im Bereitschaftsbetrieb

Wartung/ Instandhaltung

Reduktion der Lagerreibung im Getriebe und der Arbeitsmaschine durch Schmierung oder Wechsel, qualitative Motorreparatur

Netzqualität

Minderung durch schlechte Spannungs- und Stromwellenformen (Harmonische) oder Phasenasymmetrie

Nutzung der Abwärme

Heizung, beispielsweise der Fahrgastzelle bei Elektrofahrzeugen

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing.
Winfried Hähle
Elektrotechnik im Maschinenbau
Bereich:
FME
Raum:
Telefon:
+49 341 3076-4138