Mit der Cold-Plate-Schaltschrankmontage kann die Abwärme aus den Antrieben direkt abgeführt und

Mit der Cold-Plate-Schaltschrankmontage kann die Abwärme aus den Antrieben direkt abgeführt und zum Beispiel als Prozesswärme weitergenutzt werden. Das erspart Investition und Energieaufwand für Schaltschrank-Kühlgeräte. (Bild: B&R Industrie-Elektronik Ges.m.b.H.)

A-Eggelsberg (rm). Bei komplexen Maschinen mit hintereinander ablaufenden Bewegungsvorgängen wird die kinetische Energie meist in Bremswiderständen in Form von Wärme freigesetzt. Bei der Zwischenkreiskopplung über den DC-Bus lässt sich die Bremsenergie über Pufferkondensatoren für Beschleunigungsvorgänge an anderer Stelle bereitstellen. Daraus resultiert nicht nur eine effiziente Energienutzung, sondern auch ein kühlerer Schaltschrank, da die Abwärme aus den Widerständen deutlich reduziert wird.

Motoren und Antriebs-Steuerungskomponenten arbeiten oft bereits mit Wirkungsgraden nahe 100 % bei Nennlast. Daher lohnen sich Maßnahmen  in den sekundären Bereichen rund um den eigentlichen Antrieb. So führt B&R mit Hilfe des Tools Servosoft von ControlEng eine gezielte Antriebsauslegung durch. Die zu bewegenden Massen und die dafür benötigten Antriebe können damit besser aufeinander abgestimmt werden, was den Energieaufwand vermindert.

Bei geringer Gleichzeitigkeit von Brems- und Beschleunigungsvorgängen im Achsverbund ist eine aktive Energierückspeisung ins Stromnetz möglich. Lediglich die Reibung bleibt als Verlust zurück. Mit dem Antriebssteuerungssystem AcoposMulti sind Rückspeisungen von bis zu 80% der bisher in Widerständen verheizten Leistung möglich.

Unterstützt werden alle Energiesparmaßnahmen von B&R durch die Cold-Plate-Schaltschrankmontage. Damit lässt sich die in den Servoverstärkern selbst anfallende Verlustwärme über einen Flüssigkeitskreislauf und Wärmetauscher dorthin befördern, wo sie benötigt wird. Durch den Entfall des Kühlgerätes für den Schaltschrank können nach Angabe des Herstellers bis zu 23 % Energie eingespart werden.

Eine weitere Maßnahme ist die Korrektur des Leistungsfaktors auf einen Total Power Factor (TPF) von 1,0. Herkömmliche Umrichter mit kleinem TPF haben eine deutlich höhere Effektivstromaufnahme und es entstehen Verluste in den Zuleitungen und Transformatoren. Die aktive Leistungsversorgung des AcoposMulti spart hingegen bis zu 50 % der Infrastrukturkosten. Dies gelingt durch kleinere Leitungsquerschnitte und Zuleitungskomponenten sowie die Verringerung der Absicherung.