Energie aktiv gemanagt
Mit einem passenden Energiemanagement lassen sich Antriebe überwachen und gleichzeitig Leistung einsparen, die Qualität der Stromversorgung verbessern sowie die angeschlossenen Geräte schützen. Michael Koch erklärt die Zusammenhänge.
Für welche Anwendungsbereiche ist Ihr aktives Energiemanagementgerät PxtFX vorgesehen? Welche Einsatzfälle gibt es?
M. Koch: Die Aufgabe ist die Optimierung des Energiehaushalts eines elektrischen Antriebs. Direkt am Gleichstromzwischenkreis eines Frequenz oder Servoumrichters angeschlossen, übernimmt das Gerät vielfältige Aufgaben: Die Rekuperation von Bremsenergie, mit gefüllten Speichern die Funktion als USV, Reduktion von Netzlastspitzen, Beruhigung der Spannungsschwankungen und damit Schonung der Antriebselektronik. Hinzu kommen die Erhöhung der Antriebsdynamik, Minimierung der Verlustleistung und damit Wärmeentwicklung um nur die wichtigsten zu nennen. Das funktioniert genauso, wenn unsere Geräte in Gleichstromnetze integriert sind. Auch dort haben sie als Energiepuffer eine wichtige Ausgleichsfunktion.
In welchen Ausbaustufen wird das Gerät angeboten?
M. Koch: Der PxtFX wurde für kurze, eher energieärmere Zyklen entwickelt. Mit maximal 18 kVA deckt er leistungsmäßig ein riesiges Spektrum an Antrieben ab. In Bezug auf die Energie bieten wir den PxtFX mit Elektrolytkondensatoren als Speicher in Abstufungen von jeweils 2 kJ an, theoretisch unendlich viele. Grundsätzlich sind bei uns alle Produkte Teil eines Baukastensystems, das heißt, dass sich höhere Leistungen durch Parallelschaltungen erreichen lassen. Geht es um deutlich höhere Leistung und mehr Energie, dann bieten wir mit dem PxtRX in Verbindung mit Doppelschichtkondensatormodulen deutlich größere Lösungen an, auch anschlussfertig montiert in Schaltschränken.
Aktives Energiemanagement heißt, Sie nutzen Energiespeicher. Bitte erklären Sie das kur.
M. Koch: Unter einem Energiemanagementsystem wird landläufig ein Softwaresystem mit Sensorik verstanden, insbesondere um den Energieverbrauch eines Unternehmens oder Teile davon zu überwachen. Unsere Geräte aber managen echte Energie, schaufeln also Joules aktiv hin und her vom Antrieb in den Speicher sowie umgekehrt und sorgen dadurch gleichzeitig für die Einhaltung vorgegebener Richtwerte.
Was passiert bei einem Stromausfall?
M. Koch: Die Spannung im Gleichstromzwischenkreis des Umrichters bricht ein. Bis zu einem voreingestellten Wert, denn dann schießt unser Gerät genau so viel Energie in den DC-Bus hinein, wie gebraucht wird, um diesen Spannungswert zu halten. Eine Hysterese ist dabei übrigens kaum zu erkennen, und zwar unabhängig davon, welche Aufgaben der Antrieb in diesem Moment zu leisten hat. Beim Beschleunigen schießt der Pxt viel Energie ein, bremst der Antrieb, nimmt das Gerät auch im Fall des Netzausfalls die Energie auf.
Welchen Einfluss hat das Gerät auf die Umrichter?
M. Koch: Nur Guten. Im S3-Betrieb verlängern sie deren Lebensdauer merklich. Technisch gesprochen erweitern sie die Zwischenkreiskapazität per elektronischer Trennung. Unsere Geräte funktionieren ohne Kommunikation ausschließlich auf der Grundlage des Spannungsverlaufs im DC-Bus. Dabei haben sie beruhigende Wirkung; die Spannungsschwankungen im Start-Stopp-Betrieb sind weitaus geringer als ohne unsere Geräte. Natürlich können Pxts mit den Umrichtern oder Steuerungen auch kommunizieren, wenn man komplexe Aufgaben lösen will. Für die Grundfunktionalitäten ist dies aber nicht notwendig.