Lenze High-End-Controller Auf dem Weg in die Zukunft der elektrischen IE3-Motoren

Autor / Redakteur: Reinhard Kluger / Reinhard Kluger

Frank Maier, Mitglied des Vorstands der Lenze SE, will Elektromotoren mit ausgeklügelter Regelung ausrüsten, um die ab 2015 geltenden Forderungen an IE3-Antriebe zu erfüllen. Und zum Herbst kommt ein neuer High-End-Controller auf den Markt.

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Frank Maier, Mitglied des Vorstands der Lenze SE: „Wir suchen andere Motorenstrukturen.“
Frank Maier, Mitglied des Vorstands der Lenze SE: „Wir suchen andere Motorenstrukturen.“
( Archiv: Vogel Business Media )

Investieren in Kupfer ist seine Sache nicht: Frank Maier, Mitglied des Vorstands der Lenze SE und dort verantwortlich für den Bereich Forschung und Innovation, will den Mindestwirkungsrad IE3 für die künftigen hocheffizienten Elektromotoren anders erreichen. Er setzt auf intelligente Verfahren. Zum Beispiel auf höhere Energieeffizienz durch kostengünstige permanenterregte Motoren, die ohne den Magnetisierungsstrom auskommen. „Um künftige Normen zu erfüllen, muss man nicht massiv Kupfer verwenden, das kann man auch mit Elektronik, sprich Leistungselektronik, und einer entsprechend pfiffigen Regelung erreichen“, sagt Frank Maier.

Sein Credo ist, möglichst wenig Kupfer zu verbrauchen, denn die Preise für diesen Rohstoff werden weiter stark ansteigen, auch wenn es derzeit auf den ersten Blick nicht ganz so aussehen mag. „Wir suchen kreative Wege und Lösungen, mit denen tendenziell nicht so viel Kupfer verbaut wird und suchen andere Motorenstrukturen. Wir setzen auf geregelte Antriebe im Gegensatz zu hocheffizienten Motoren mit Kupfer. Das verbessert im Antriebsstrang die Energieeffizienz.“ Die Elektronik wird Teil des Motors und erübrigt somit für einfache Lösungen sogar die Kombination aus Motor plus Frequenzumrichter. Das Ziel ist also der „elektronische Motor“, bei dem die Elektronik Teil des Motors sei. Und: Ganz nebenbei senke man damit noch Kosten beim Vernetzen und Verkabeln. Ein künftiger elektronischer Motor erübrigt das gesonderte Verkabeln für die Signale der Feldkommunikation, denn gedacht ist, mit Verfahren, wie zum Beispiel Ethernet over Power, die Kommunikation mit dem Motor über die Leistungszuführung zu ermöglichen.

Für Frank Maier besteht die zu bewältigende Aufgabe darin, das kostenmäßig so hinzubekommen, dass man mit einem hocheffizienten Motor konkurrieren kann. Die Elektronik müsse dann an irgendeiner Stelle in den Motor, idealerweise in den Klemmenkasten, sagt Maier: „Technisch in den Griff zu bekommen, sind die Kosten, die Entwärmung und eine schlanke Vernetzung. Die Aufgabe lautet also: Wie kann ich den Motor am Netz anschließen, ohne dass es zusätzlich Geld kostet?“ Nun werde künftig der Fequenzumrichter nicht überflüssig, die aufgezeigte Vision gelte für einfache Anwendungen wie Pumpen, Kompressoren, einfache Fördertechnische Anwendungen, Ventilatoren usw., für Aufgaben, die ohne großen Regelumfang auskommen. Fakt wäre dann: Zwischen Motor und Netz hängt noch ein Stück Elektronik. Aus Sicht des Gesetzgebers handelt es sich damit um einen geregelten Antrieb, der so die Vorschriften für energieeffiziente Antriebe erfüllt.

Auf die Servotechnik übertragbar ist dieses Konzept nicht. Bei diesen typischer Weise relativ dynamischen, hochgenauen Anwendungen kommt man ohne eine aufwendige Regelung nicht aus. Frank Maier sieht, dass hier die typischen Strukturen weiter vorherrschen werden. Dennoch meint er, dass künftig auch bei Servoumrichtern ein kompletter und hochfunktionaler Umrichter als dezentraler Block an den Motor gebaut werde: „Das möchte ich für die Zukunft nicht ausschließen“, ist seine Prognose.

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