Thema des Monats:

EU-Verordnung brachte Rückenwind

| Redakteur: Robert Weber

In Brüssel erdacht, von der Industrie gelobt: Die ErP-Richtlinie brachte Rückenwind.
In Brüssel erdacht, von der Industrie gelobt: Die ErP-Richtlinie brachte Rückenwind. ()

Seit dem 1. Januar gelten in der EU für Elektroantriebe mit einer Nennleistung von 7,5 bis 375 kW neue Gesetze: Die verwendeten Motoren müssen dann entweder der Effizienzklasse IE3 entsprechen oder IE2-Motoren müssen mit einem Frequenzumrichter geregelt sein. Wie glatt ist der Umstieg auf die gesetzlichen Vorschriften abgelaufen?

Die Redaktion der elektrotechnik hat sich in der Branche umgehört und nachgefragt. Auch wenn veränderte Vorschriften lange Vorlaufzeiten haben, kurz vor Terminschluss wird es oft noch eng.

Wie reibungslos lief der Umstieg auf die neuen Elektroantriebe? Sind alle auf dem gesetzlich vorgeschriebenen Stand?

Dr. Jörg Hassmann: Im Vergleich zur IE-Umstellung im Jahr 2011 lief die Umstellung auf IE3 reibungslos. Wir haben den Eindruck, dass sich unsere Kunden frühzeitig informiert haben und die Umstellung auf IE3 oder IE2 im Umrichterbetrieb geplant haben. Alle Antriebe werden von uns den gesetzlichen Vorgaben entsprechend geliefert und zusätzlicher Rückenwind kam bereits Mitte 2014 aus der Anpassung der EU-Verordnung, in deren Rahmen viele Ausnahmen gestrichen wurden.

Dr. Joerg Hassmann, Leiter Produktportfoliomanagement LV Motoren und Umrichter, Siemens Process Industries and Drives
Dr. Joerg Hassmann, Leiter Produktportfoliomanagement LV Motoren und Umrichter, Siemens Process Industries and Drives (Bild: Siemens)

Michael Burghardt: Aus unserer Sicht verlief die Umstellung reibungslos und ohne Probleme. Frequenzumrichter selber sind ja nicht von den Regelungen betroffen, unsere Frequenzumrichermotore wie VLT Frequency Converter Motor FCM 300 sowie der neuere FCM 106 erfüllen beide die entsprechenden Regularien, der FCM 300 sogar schon seit einigen Jahren. Zudem sind die Kunden gut vorbereitet, und da ab dem Stichtag Motorenhersteller nur noch die entsprechenden Lösungen in Verkehr bringen dürfen, sollte auch dies ohne Schwierigkeiten für die Umstellung erfüllt sein. Detlef Wortmann: In Deutschland ist das Thema Energieeffizienz eines der großen Trendthemen in der elektrischen Antriebstechnik. Über die Motorenrichtlinie wird hierzulande bereits seit Jahren diskutiert und berichtet. Als Vorreiter in Sachen energieeffiziente Antriebe weisen wir schon viele Jahre auf das Thema hin und klären unsere Kunden über das Einsparpotential energieeffizienter Antriebe auf. Für uns und die Mehrheit unserer Kunden stellte die Umstellung zum Jahreswechsel daher kein Problem dar. Schließlich bieten wir bereits seit vielen Jahren IE3-IEC-Motoren, deren NEMA-Äquivalente und seit 2012 sogar IE4-Standardmotoren an. Aber ich möchte nicht ausschließen, dass es nicht trotzdem den einen oder anderen gab, der die Umstellung verschlafen hat. Generell wissen aber die meisten über die Umstellung Bescheid, bei der Umsetzung besteht allerdings weiterhin großer Beratungsbedarf.

Wie verteilen sich die Lösungen in der Praxis? Gibt es Tendenzen, was der Anwender vermehrt einbaut: IE3-Motor oder IE2-Motor plus Regelung? Oder: Wie verteilen sich die Antriebs-Lösungen über die Anwendungen in der Industrie?

Dr. Jörg Hassmann: Es ist zu früh, hier ein belastbares Fazit zu ziehen, da die neue Verordnung ja erst seit wenigen Wochen in Kraft ist. Wir gehen aber davon aus, dass sich Kunden weiterhin vermehrt für den Umrichterbetrieb entscheiden werden. Dieses Wachstum liegt aber in erster Linie daran, dass sich hier in vielen Anwendungen, welche eine Drehzahlanpassung erfordern, die bei weitem größten Energieeinsparungen realisieren lassen. Das Gesetz kann hierbei unterstützen.

Michael Burghardt, Strategisches Produktmanagement, Danfoss GmbH VLT Antriebstechnik
Michael Burghardt, Strategisches Produktmanagement, Danfoss GmbH VLT Antriebstechnik (Bild: Danfoss)

Michael Burghardt: Da gibt es kein einheitliches Bild. Neuverkäufe erfolgen auch heute noch zu zirka 70 % aller Motoren ohne eine Drehzahlregelung. Da dominieren jetzt die IE3-Motoren, seltener finden sich auch IE4-Motoren, bei denen vor allem wirtschaftliche Aspekte eine Rolle spielen und die Stückzahlen noch begrenzen. Generell werden sich da aber die IE3-Motoren erst einmal durchsetzen. Bei Anlagenmodernisierung bietet sich ein anderes Bild: Da sehen wir zurzeit eher die Variante IE2-Motor in Kombination mit Frequenzumrichter, da beim Motortechnologie-Wechsel oder einer besseren IE-Klasse sich Baugröße, Anlauf- und Betriebsverhalten im Vergleich zu dem vorher eingesetzten Motor signifikant unterscheiden können. Detlef Wortmann: Diese Frage kann man zum jetzigen Zeitpunkt nicht abschließend beantworten, aber natürlich wird der IE3-Motor der Standardmotor der Industrie werden. Ganz sicher werden aber auch viele Kunden aus ökonomischen Gründen IE2-Motoren verwenden, solange es möglich ist. Letzteres kann jedoch zu kurz gedacht sein, da die Energiekosten mit etwa 90% den bei Weitem größten Teil der Gesamtlebenszykluskosten eines Elektromotors ausmachen. Das heißt, die Investitionen in energieeffiziente Antriebe amortisieren sich oft schon nach wenigen Jahren, vor allem wenn die Anlagen im Dauerbetrieb laufen. Dies ist auch für viele unserer OEM-Kunden ein wichtiges Verkaufsargument gegenüber Ihren Kunden. Oft ist aber auch der Gesamtwirkungsgrad eines Systems die Grundlage für die Entscheidung, ob IE2 mit oder ohne Umrichter oder IE3. In vielen Fällen gelingt es allein mit dem verbesserten Motorwirkungsgrad schon, den gewünschten Mindestwirkungsgrad des Systems zu erreichen, und zwar ohne konstruktive Maßnahmen am Gerät vornehmen zu müssen. Gerade das ist oft bereits mit einem drehzahlgeregelten IE2-Motor möglich, was insbesondere für Kunden aus der Pumpen- und der Kompressoren-Branche wichtig ist.

Die Effizienzanforderungen bei elektrischen Antrieben werden auch in den nächsten Jahren weiter steigen. Mit welchen Technologien hinsichtlich der Energieeffizienz sind Anwender heute schon für die Gesetze von morgen optimal aufgestellt?

Dr. Jörg Hassmann: Siemens bietet ein vollständiges Portfolio in der Energieeffizienzklasse 3 und für die Kunden, die sich hier nach oben differenzieren wollen, auch IE4 in einem weiten Leistungsbereich. Passend dazu verfügen wir über ein umfassendes Umrichterportfolio, so dass unseren Kunden hier in jedem Fall ein zukunftssicheres Produktspektrum zur Verfügung steht.Technologisch gehen wir davon aus, dass die Asynchrontechnik auch in absehbarer Zukunft die wichtigste Rolle in der industriellen Motorentechnik spielen wird. Hier bieten wir auch gezielt aufeinander abgestimmte Komponenten im Systemansatz wie unsere Integrated Drive Systems (IDS) an. Ergänzend dazu werden wir auch andere Technologien wie z.B. Reluktanzantriebe anbieten, um hier im System weitere Vorteile im weit verbreiteten Teillastbereich bieten zu können. Von zunehmender Wichtigkeit ist hier auch die Optimierung gemeinsam mit der Arbeitsmaschine, da hier noch immer sehr große Einsparpotenziale liegen. Michael Burghardt: Der Markt bietet derzeit schon alle notwendigen Technologien für die Einhaltung der Energieeffizienzrichtlinie. Für alle derzeit absehbaren Regelungen und Gesetzen, seien sie bereits verpflichtend oder bis 2017 festgeschrieben, ist der Anwender mit einer Lösung auf Basis der Klasse IE3 auf der sicheren Seite, völlig unabhängig, mit welcher Motortechnologie er dies erreicht. Neben dem gesetzlichen Aspekt sollte er aber auch dem energetischen Aspekt Rechnung tragen. In vielen Anwendungen lässt sich durch Nutzung einer Drehzahlregelung wesentlich mehr Energie sparen, als durch den Einsatz einer noch höheren IE-Klasse. Dem Wirkungsgradverhalten unterschiedlicher Motortechnologien kommt bei diesen Betrachtungen dann eine wesentlich höhere Bedeutung zu.

Detlef Wortmann, Manager Low Voltage Motors, WEG Deutschland
Detlef Wortmann, Manager Low Voltage Motors, WEG Deutschland (Bild: WEG)

Detlef Wortmann: Auch wenn wir nicht in die Zukunft blicken können und nicht wissen, ob und wann mögliche Energieeffizienzklassen IE4 oder IE5 von der EU in Verordnungen umgesetzt werden, ist doch davon auszugehen, dass der Trend zu immer effizienteren Antrieben anhält. Wie bereits gesagt, wird der IE3-Motor der Standardmotor der Zukunft sein. Der IE4-Asynchronmotor mit Aluminiumkäfig im Läufer wird, da vom Preis her noch der Zusammenhang mit einem Standard-IE3 zu erkennen ist, für viele Aufgaben im Pumpen- und Lüfterbereich sozusagen das Sahnehäubchen sein. Denn diese Motoren weisen den höchstmöglichen Wirkungsgrad auf, den man mit einer selbstanlaufenden Maschine realisieren kann.Größere Energieeinsparungen sind nur noch mit Antriebslösungen möglich, die eine andere Art der Drehmomententstehung haben: Synchronmaschinen mit Regelungen, nicht eigenstartfähig. Hier bieten wir unsere IE5-Permanentmagnetmotoren der Baureihe W22 an.

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