Kleiner Schritt, große Wirkung: Energieeffizienz und

Effizienz
in einer
neuen
Dimension
Kleiner Schritt, große Wirkung:
Energieeffizienz und Dynamik
Das neue Synchronreluktanz-Antriebssystem mit SIMOTICS und SINAMICS
siemens.de/reluktanzantriebssystem
Synchronreluktanz –
die neue Antriebsgeneration
Die Anforderungen an die Effizienz von Antriebssystemen
und ihrer einzelnen Komponenten sind höher als je zuvor,
und sie steigen weiter. Die technischen Möglichkeiten
konventioneller Asynchrontechnik sind in dieser Hinsicht
weitgehend ausgereizt, weitere Wirkungsgraderhöhungen
können kaum noch erzielt werden. Insbesondere für einfachere Aufgabenstellungen, für die der Einsatz permanenterregter Synchronmotoren unwirtschaftlich wäre, bietet
die Synchronreluktanztechnik eine attraktive Alternative.
Sie ermöglicht sehr hohe Wirkungsgrade im Nennpunkt
und im Teillastbereich bei gleichzeitig hoher Leistungsdichte und Dynamik.
Hohe Energieeffizienz und Leistungsdichte
Ein Synchronreluktanzmotor arbeitet erstaunlich energieeffizient und bietet zudem höhere Leistungsreserven als
ein vergleichbarer Asynchronantrieb. Ein Frequenzumrichter sorgt dabei für die notwendige Stabilität im Betrieb.
Doch wie bei Asynchronsystemen sind eine perfekte
Abstimmung und die Integration aller Systemkomponenten notwendig, damit das System sein volles Potenzial
entfalten kann.
Integriertes System zahlt sich aus
Bei einem integrierten Synchronreluktanz-Antriebssystem
von Siemens sind die SIMOTICS Reluktanzmotoren exakt
auf die SINAMICS Frequenzumrichter abgestimmt. Es
bietet alle Vorteile bewährter Standardplattformen und
verbindet diese mit zukunftsweisender, energieeffizienter
Reluktanztechnik. Mit dem TIA Portal kann das gesamte
Antriebssystem einfach und schnell in die Automatisierungswelt integriert werden. Optimal angepasste
Software und Services helfen darüber hinaus in allen
Phasen des Lebenszyklus, alle entscheidenden Optimierungspotenziale in vollem Umfang auszuschöpfen.
Kleiner Schritt, große Wirkung
Der Umstieg von einem Asynchronmotor mit Umrichter
auf ein Synchronreluktanz-Antriebssystem ist nur ein kleiner Schritt, die Wirkung aber ist enorm: Die hohe Effizienz
sorgt für minimale Betriebskosten und hohe Produktivität,
eine kurze Amortisationszeit und einen schnellen Return
on Invest.
Der Einsatz von Synchronreluktanztechnik sorgt vor allem im
Teillastbereich für einen spürbar
geringeren Energieverbrauch.
Wirkungsgrad
Synchronreluktanz
Asynchron
Leistung
2
Teamplayer Nummer eins:
der SIMOTICS Reluktanzmotor
Energieeffizienz
Usability
SIMOTICS Reluktanzmotoren haben einen höheren Wirkungsgrad im Nennpunkt als vergleichbare Asynchronmotoren mit Effizienzklasse IE4. Aber nicht nur im
Nennpunkt ist der Wirkungsgrad höher. Vor allem im
Teillastbereich machen sich die deutlich reduzierten
Verluste bemerkbar im Vergleich zu Asynchronmotoren.
SIMOTICS Reluktanzmotoren und Asynchronmotoren sind
im Äußeren baugleich. Wie die Normmotoren sind die
Synchronreluktanzmotoren als SIMOTICS GP mit Aluminiumgehäuse sowie als SIMOTICS SD mit Graugussgehäuse
erhältlich. Identische Baugrößen, Achshöhen, Wellen und
Flansche sichern volle Austauschkompatibilität, alle für
Siemens Asynchronmotoren erhältlichen mechanischen
Optionen können genutzt werden.
Dynamik
Synchronreluktanzmotoren haben gegenüber hocheffizienten Asynchronmotoren ein bis zur Hälfte geringeres
Eigenträgheitsmoment. Das ermöglicht eine höhere
Beschleunigung im Taktbetrieb, eine schnellere Taktung
und letztlich eine höhere Produktivität. Durch schnelleres
Aufmagnetisieren des Motors im Falle von Lastwechseln
ist die Reaktion auf Laständerungen deutlich schneller.
3
Funktionalität
Die Motortemperatur wird durch Temperatursensoren
überwacht. Dank der hohen thermischen Reserven und
der dadurch geringen Erwärmung der Mechanik und der
Wicklung sind die Synchronreluktanzmotoren sehr robust
im Betrieb. Für eine einfache Inbetriebnahme hält das
Motortypenschild einen Motorcode bereit.
4
5
Teamplayer Nummer zwei:
der SINAMICS G120 Umrichter
Energieeffizienz
Die Drehzahlveränderung durch SINAMICS Frequenzumrichter spart beispielsweise bei Strömungsmaschinen
erheblich mehr Energie ein als konventionelle Methoden
wie Drosselklappen. Die Vektorregelung des SINAMICS
G120 Umrichters ermöglicht die präzise Regelung von
Drehmoment und magnetischem Fluss des Motors. Im
Teillastbereich wird der Fluss abgesenkt, um Energie zu
sparen. Optional wählbare zusätzliche elektronische Funktionen schalten den Umrichter bei Leerlauf ab, eine Kaskadenschaltung schaltet weitere Aggregate zu, wenn die
Leistungsanforderungen für einen einzigen Antrieb zu
hoch werden.
Dynamik
Die sehr dynamische Vektorregelung auch im Standardumrichter ermöglicht eine präzise Regelung des geforderten Drehmoments.
Usability
Die Leistungsabstufung der Umrichter ist so ausgelegt,
dass SIMOTICS Asynchronmotoren und Synchronreluktanzmotoren mit gleicher Wellenleistung am gleichen
Umrichter betrieben werden können.
Die Inbetriebnahme eines SIMOTICS Synchronreluktanzmotors am SINAMICS G120 Umrichter ist besonders
einfach, denn die wichtigsten Parameter sind bereits
vordefiniert. Um sie aufzurufen, muss nur die Codenummer vom Typenschild des Motors am Umrichter
eingegeben werden. Beim ersten Einschalten wird automatisch der Ständerwiderstand ausgemessen und die
Regelung entsprechend gesetzt. Durch eine erweiterte
Inbetriebnahme kann die Regelung auf die vorhandene
Lastmaschine optimiert werden.
Funktionalität
Die Identifikation der Pollage beim Einschalten vermeidet
Ruckbewegungen, es erfolgt kein Ausrichten der Maschine
in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung. Die Motoren werden
über den als Standard eingesetzten Temperatursensor
thermisch überwacht – die Regelung wird so in Abhängigkeit von der Temperatur angepasst. Eine Fangschaltung
ermöglicht die Aufschaltung des Umrichters auf den
laufenden Motor, beispielsweise nach Netzausfall. Auch
auf gegen die Drehrichtung laufende Motoren kann beim
Einschalten synchronisiert werden.
6
Ein perfektes Team
... für den Einsatz in
verschiedenen Applikationen
IES2
IES1
IES0
Maximale Energieeffizienz
Minimale Betriebskosten
Hohe Produktivität
Der Systemwirkungsgrad eines
integrierten SynchronreluktanzAntriebssystems von Siemens liegt
deutlich über den Mindestanforderungen der höchsten definierten
Systemwirkungsgradklasse IES2.
Ein vor allem im Teillastbereich
deutlich höherer Wirkungsgrad als
bei vergleichbaren Asynchronsystemen ermöglicht erhebliche
Energieeinsparungen.
Das geringe Eigenträgheitsmoment
von Synchronreluktanzmotoren
ermöglicht sehr kurze Taktzeiten und
steigert dadurch die Produktivität
einer Maschine oder Anlage.
7
Horizontale Integration
Integriertes Antriebsportfolio
Alle Frequenzumrichter, Motoren, Kupplungen und Getriebe aus einer Hand. Perfekt integriert, perfekt
im Zusammenspiel. Für alle Leistungsklassen. Als Standard- oder völlig individuelle Lösung.
Vertikale Integration
Integriert in die Automatisierungstechnik: von
der Feld- über die Controller-Ebene bis zum
MES dank Totally Integrated Automation
(TIA).
Für jede Applikation.
Lifecycle
Hohe Effizienz von Volllast bis Teillast.
Kurze Amortisationszeit.
Geringe Betriebskosten über den gesamten
Lebenszyklus.
8
Steigern Sie die Energieeffizienz und senken Sie
die Verluste um bis zu
50 %
IES2
IES1
Deutlich besser als IES2
Die europäische Ökodesignnorm EN 50598 legt Ökodesign-Anforderungen für Antriebssysteme in einer
elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine fest. Die
Energieeffizienz-Anforderungen werden somit von den
einzelnen Antriebskomponenten auf das System wie
auch auf die elektrisch angetriebene Arbeitsmaschine
ausgedehnt.
Mit der Kombination aus SIMOTICS Reluktanzmotor und
SINAMICS G120 Umrichter bietet Siemens ein leistungsstarkes Antriebssystem mit hoher Energieeffizienz. Mit
bis zu 50% geringeren Verlusten als das Referenzsystem
der Norm IES2 erfüllt es die Anforderungen der Systemeffizienzklasse souverän.
IES0
Reduzieren Sie mit
dem TIA Portal die
Engineeringzeit
um bis zu
30 %
Überzeugend effizient
Sowohl die SIMOTICS Reluktanzmotoren als auch die
SINAMICS G120 Umrichter sind ins Totally Integrated
Automation Portal (TIA Portal) und damit in das gesamte
Automatisierungsumfeld von der Feld- bis zur Managementebene integriert. Dies vereinfacht das Engineering,
die Inbetriebnahme und diagnostische Arbeiten enorm
und eröffnet eine völlig neue Effizienzdimension.
Beispielsweise sinkt die Engineeringzeit um bis zu
30 Prozent.
SINAMICS Startdrive ist in das TIA Portal integriert. Nun ist
die hervorragende Benutzerfreundlichkeit des TIA Portals
mithilfe von SINAMICS Startdrive auch für die Antriebstechnik verfügbar. Damit wird eine hohe Funktionsvielfalt
bei gleichzeitiger einfacher Bedienbarkeit erreicht.
Erreichen Sie den
Return on Invest
in weniger als
1 Jahr
Schnell amortisiert
Das hohe Energieeinsparpotenzial der SIMOTICS Reluktanzmotoren sorgt für niedrige Betriebskosten und hohe
Effizienz. So werden die Amortisationszeiten deutlich verkürzt: Im Vergleich zu Norm-Asynchronantrieben in IE2
hat sich die höhere Anfangsinvestition in weniger als
12 Monaten amortisiert, im Vergleich mit einem Antriebssystem mit IE3-Motor sogar schon nach fünf Monaten,
bei einem Pumpenlastspiel gemäß genormtem Profil
„Blauer Engel“ im Zweischichtbetrieb und 8 ct/kWh
Energiekosten.
9
Schnelle Inbetriebnahme,
schnell gespart
Schnelle Inbetriebnahme
Durch den Motorcode ist die Inbetriebnahme
besonders schnell und einfach.
Die Codenummer ist auf dem Typenschild des
Motors enthalten. Wird der Code am Bedienpanel IOP des Frequenzumrichters SINAMICS
G120 eingegeben, sind bereits die wichtigsten
Parameter vordefiniert. Das vermeidet Fehler
und spart Zeit.
Highlights auf einen Blick
• Hohe Energieeffizienz vom Teillastbereich
bis zum Nennpunkt
• Hohe Dynamik durch optimierte Regelung
und geringes Eigenträgheitsmoment
• Exakte Drehzahl bei geberloser Regelung
durch synchronen Lauf
• Hohe Überlastfähigkeit für robusten,
zuverlässigen Betrieb
• Minimale Betriebskosten, schnelle Amortisation und hohe Produktivität Ihrer Anlage
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Technische Daten
Frequenzumrichter
Artikelnummer1)
Baugröße
.=5 Graugussgehäuse
.=0 Aluminiumgehäuse
Motor
Artikelnummer
Motorcode
Drehzahl (min-1)
Nennstrom
(A)
Drehmoment
(Nm)
Baugröße
Nennleistung (kW)
Auswahldaten Reluktanz-Antriebssystem
für 50 Hz und 400 V Netzspannung
5,5
132S
35
13
1.500
60001
1FP1.04-1CB02-1....
B
6SL3210-1PE21-4UL0
7,5
132M
47,5
17,1
1.500
60002
1FP1.04-1CB22-1....
B
6SL3210-1PE21-8UL0
11
160M
70
24,5
1.500
60003
1FP1.04-1DB22-1....
C
6SL3210-1PE22-7UL0
15
160L
95
33,5
1.500
60004
1FP1.04-1DB42-1....
C
6SL3210-1PE23-3UL0
18,5
180M
118
42
1.500
60005
1FP1504-1EB22-1....
D
6SL3210-1PE23-8UL0
22
180L
140
49
1.500
60006
1FP1504-1EB42-1....
D
6SL3210-1PE24-5UL0
30
200L
191
68
1.500
60007
1FP1504-2AB52-1....
D
6SL3210-1PE26-0UL0
1) Zusätzlich wird noch eine Control Unit CU230P-2 6SL3243-0BB30-1HA2 mit Firmware V4.7 SP3
und ein Operator Panel IOP 6SL3255-0AA00-4JA1 benötigt
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Erleben Sie mehr:
siemens.de/reluktanzantriebssystem
Entdecken Sie die
Vorteile des Zusammenspiels von
SIMOTICS Reluktanzmotoren und
SINAMICS G120
Umrichtern in einem
integrierten Antriebssystem.
Änderungen vorbehalten
Artikel-Nr.: PDLD-B10002-00
Dispo 21503
WÜ/66766 WS 04151.0
Gedruckt in Deutschland
© Siemens AG 2015
Die Informationen in dieser Broschüre enthalten
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zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können.
Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur
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