IE5+ Synchronmotor für Variantenreduktion und TCO Senkung
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Getriebebau Nord setzt noch einen drauf in Sachen Energieeffizienz und stellt seinen neuen Synchronmotor vor. Er bietet einen konstant hohen Wirkungsgrad über den ganzen Verstellbereich und hebt das Logidrive-Konzept für Anwendungen in der Intralogistik hinsichtlich Variantenreduzierung und Energieeffizienz auf eine neue Stufe. Den Synchronmotor gibt es nun in belüfteter oder glatter Ausführung bis zu einer Leistung von 4 kW.
Inhalt
Das Logidrive Konzept von Nord
Die Logidrive Antriebe von Getriebebau Nord bestehen aus einem IE4 Synchronmotor mit Nennleistungen von bis zu 5,5 kW, einem zweistufigen Kegelstirnradgetriebe sowie einem Nordac Link Frequenzumrichter, der in Motoren Nähe installiert wird. Die standardisierten Getriebemotor Varianten mit Motor Effizienzklasse IE4 und Systemeffizienzklasse IES2 erreichen speziell im Teillast- und Drehzahl Bereich sehr gute Wirkungsgrade.
Die wurden speziell für die Intralogistik, Paketlogistik und Flughafentechnik entwickelt und ermöglichen einen optimalen Kompromiss zwischen Energieeffizienz und Variantenreduzierung.
Mit dem IE5+ Motor lassen sich diese Vorteile noch einmal deutlich optimieren. Die Antriebslösung wird unter Ausnutzung des großen Verstellbereichs und der hohen Überlastfähigkeit der Motoren individuell auf jeden Kunden zugeschnitten und gezielt auf das individuelle Lastkollektiv der Anlage ausgelegt.
Der IE5+ Synchronmotor
Der energieeffiziente Permanentmagnet Synchronmotor erzeugt noch einmal deutlich geringere Verluste als die aktuelle Synchronmotoren Baureihe IE4. Der Wirkungsgrad dieses kompakten und unbelüfteten Glatt Motors liegt teilweise deutlich oberhalb der Effizienzklasse IE5 über einen breiten Drehmoment Bereich. Damit eignet er sich optimal für Intralogistik Anwendungen und den wirtschaftlichen Betrieb im Teillastbereich.
Dezentrale Antriebstechnik für die digitale Fabrik der Zukunft
Der kompakte IE5+ Synchron Motor bietet eine hohe Leistungsdichte bei geringem Bauraum. Im vergangenen Jahr brachte Getriebebau Nord die Baugröße 71 auf den Markt mit einem Leistungsbereich 0,35 bis 1,1 kW, Drehzahl von 0 bis 2100 min-1 und einem Dauer Drehmoment von 1,6 bis 4,8 Nm. Nun bietet Nord neu die Baugröße 90 für Leistungen von 1,1 bis 4,0 kW, Drehzahl von 2100 bis 3000 min-1 und Dauerdrehmoment von 6,8 bis 18,2 Nm.
Auch für sensible Anwendungen geeignet
Der Permanentmagnet Synchron Motor ist als Motordirektanbau, Nema- und IEC-Motoranbau verfügbar. Das Motorkonzept wird sukzessive um weitere Baugrößen und Leistungen ergänzt. Da sich der IE5+ Motor leicht reinigen lässt, korrosionsbeständig und washdownfähig ist, eignet er sich auch für den Einsatz in hygienesensiblen und rauen Umgebungen.
Die Oberflächenveredelung NSD Tuph und Schutzart IP69K sowie eine integrierte mechanische Bremse gibt es optional. Zur Standardausstattung gehört ein integrierter Drehgeber. Mit der neuen IE5+ Motorengeneration geht Nord den ersten Schritt in eine neue Produktsystemlandschaft mit Fokus auf höchste Energieeffizienz bei kompakter Bauweise.
25 Prozent leichteres Gehäuse
Die dezentralen Logidrive-Systeme sind Plug-and-play fähig, hocheffizient und extrem servicefreundlich. Das gesamte System ist modular aufgebaut, alle Komponenten können individuell gewartet werden. Das minimiert die Instandhaltungs- und Reparaturkosten. Das kompakte Design ist platzsparend. Das leichte Aluminiumgehäuse sorgt für eine Gewichtsersparnis von 25 %.
Stillstandswächter erfasst sensorlos Stillstand von Antrieben
Durch die besondere Bauweise des IE5+ Motors sowie den Betrieb am Frequenzumrichter ist die gleiche Motorvariante weltweit universell einsetzbar. Unabhängig von der jeweiligen Netzspannung oder lokalen Energieeffizienzvorschriften ist ein und derselbe Motortyp verwendebar.
Wirtschaftlich und ökologische Betrachtung
Die sichtbaren Kosten bzw. die Investitionskosten für ein Antriebssystem machen nur 15 % der Lebenszykluskosten aus. 85 % resultieren aus dem späteren Betrieb in Form von Kosten für Energie, Administrative, Service und Wartung, Schulungen und Dokumentation, Personal, Ersatzteilbevorratung sowie Ausfälle und Stillstände. Ein wichtiger Aspekt in der Außendarstellung ist auch vor dem Hintergrund des Klimawandels die Nachhaltigkeit des Gesamtprojektes. Die Lebenszykluskosten von Antriebslösungen, auch Total Cost of Ownership (TCO) umfassen sämtliche anfallenden Kosten. Getriebebau Nord berücksichtigt diese in einem umfassenden TCO Ansatz.
Varianten und TCO Kosten senken
Das konstante Drehmoment der IE5+ Synchronmaschine gestattet über einen weiten Drehzahlbereich eine gezielte Reduzierung der Varianten. So lassen sich administrative Aufwände minimieren und die Prozesse in Herstellung, Logistik, Lager und Service schlanker gestalten.
Als Ergebnis werden die Gesamtbetriebskosten signifikant gesenkt und die Investition amortisiert sich recht schnell. Die IE5+ Synchronmotoren gibt es modular im Baukastensystem, kombinierbar mit allen Getrieben und der Antriebselektronik von Getriebebau Nord. Bei der Systemlösung aus einer Hand sind alle Teile nahtlos aufeinander abgestimmt.
Energieeffizienz, CO2 Einsparung und Nachhaltigkeit
Der neue IE5+ Synchronmotor mit seinem konstant hohen Wirkungsgrad bietet auch in Teillast- und Teildrehzahlbereichen eine optimale Performance in Sachen Energieverbrauch. Vergleicht man einen herkömmlichen IE3 Asynchronmotors mit 83 % Motorwirkungsgrad mit einem entsprechenden IE5+ Synchronmotor mit 93 % Motorwirkungsgrad, (beide 0,75 kW mit Kegelstirnradgetriebe) ergibt sich bei 16 Betriebsstunden pro Tag (4000 h/Jahr) und einem CO2 Emissionsfaktor von 366 g/kWh eine Energieersparnis von ca. 11 %. Das entspricht etwa 400 kWh und 0,15 t CO2 jährlich.
Durch die optimierte Leistungsdichte lässt sich mit dem kompakteren IE5+ Motor gegenüber herkömmlichen Asynchronmotoren außerdem eine Platzersparnis von bis zu 40 % erzielen. Im gleichen Bauraum kann damit ein Synchronmotor mit höherer Leistung und Energieeffizienz eingebaut werden. Aufgrund der höheren Leistungsdichte ist ein IE5+ Synchronmotor mit einem Drehmoment von bis zu 4,8 Nm zum Beispiel genauso groß wie ein bisheriger IE1 Motor mit 1,24 Nm.
Das modulare skalierbare Motordesign lässt drei Leistungsklassen in einem einheitlichen Gehäuse zu. Nach Bedarf finden darin ein, zwei, oder drei Rotor Pakete Platz. Dank effizienten Materialeinsatz und dem kompakten Bauraum sind IE5+ Synchronmotoren über 50 % leichter als IE3 Asynchronmotoren im gleichen Leistungsbereich. Die IE5+ Synchronmotoren mit Motorwirkungsgraden von bis zu 95 % gibt es für Leistungen von 0,35 bis 4,0 kW und in TENV sowie TEFC Ausführung.
Wassergekühlte Elektromotoren: kompakt, leistungsfähig, leise
Weniger Volumen und Gewicht generieren zudem geringere Transportkosten. Der 0,75 kW Motor als IE3 Version wiegt rund 10 kg, die vergleichbare IE5+ Synchronmaschine kommt nur auf 6 kg. Wird statt eines IE3 ein IE5+ Motor per Lkw von Hamburg nach Stuttgart geliefert, reduziert sich die ausgestoßene CO2 Menge um etwa 120 g je Motor. Bei Anlagengrößen mit bis zu 20.000 Antrieben und der Lieferreichweite von Getriebebau Nord rund um den Globus sind die IE5+ Motoren aus dem Hocheffizienz-Portfolio neben dem geringeren Stromverbrauch zusätzlich nachhaltig durch ihr kleineres Volumen und Gewicht.
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Angela Struck ist Chefredakteurin des developmentscouts und freie Journalistin sowie Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.