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f+h fördern und heben 5/2022

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f+h fördern und heben 5/2022

PRODUKTE UND SYSTEME

PRODUKTE UND SYSTEME TITELSTORY 05 Die mit einer Frequenz von 1 Hz gemessenen Daten wurden komprimiert, um sie grafisch in einem Liniendiagramm darstellen zu können 06 Die gleiche Messanordnung mit IE5+ Synchronmotor und optimiertem Förderband: Die durchschnittliche Leistungsaufnahme ist deutlich gesunken 07 Je mehr Teillastbetrieb, desto größer wird die Energieersparnis durch Einsatz der Permanentmagnet-Synchronmotoren mit Effizienzklasse IE5+ 05 06 zent erbrachten. Je höher der Anteil des Teillastbetriebs an den Betriebsstunden der Antriebe ist, desto größer wird die Energieersparnis durch die Antriebsauswahl und desto weiter gehen die Effizienzwerte zugunsten der Permanentmagnet-Synchronmotoren mit Effizienzklasse IE5+ auseinander. Neben der Verbesserung der Motorwirkungsgrade sind auch der Algorithmus der Steuerung und die Energieeffizienz der Antriebselektronik wichtige Einflussfaktoren. Durch abgestimmte Komplettsysteme von Nord Drivesystems, bestehend aus Getriebemotor, Frequenzumrichter sowie anwendungsspezifischer Parametrierung und Programmierung lässt sich ein optimaler Systemwirkungsgrad realisieren. Ein konstantes Drehmoment über einen großen Drehzahlbereich ermöglicht eine Reduzierung der Variantenvielfalt. Dadurch lassen sich Verwaltungskosten minimieren und Produktions-, Logistik-, Lager- und Serviceprozesse straffen. Die neue Motorengeneration IE5+ verbindet die Vorteile des Baukastensystems mit den Möglichkeiten der Variantenreduzierung. Mit den IE5+ Motoren bis 2,2 kW in einer Gehäusegröße sowie zwei Getriebebaugrößen bis 250 Nm und wenigen Frequenzumrichtervarianten lassen sich 95 Prozent aller Antriebsaufgaben in der Intralogistik abdecken. Für höhere Leistungsanforderungen stehen zusätzlich IE5+ Lösungen bis 3,7 kW mit höheren Drehmomenten zur Verfügung. Jede Lösung wird individuell zugeschnitten und zeichnet sich u. a. durch folgende Vorteile aus: n weltweit einsetzbarer Motor, n Ausnutzung der hohen Überlastfähigkeit des Systems, n großer Verstellbereich, n gezielte Auslegung auf die jeweilige Lastgruppe, n kompakter Bauraum mit hoher Leistungsdichte, n kleine leichte Getriebemotoren mit hoher Effizienz, n steckbare Umrichter und Motoren sowie n Service per „Plug & Play“ ohne geschultes Personal. EFFIZIENZ UND KOSTEN IN BALANCE Quelle: Nord Drivesystems Leistungsaufnahme bei verschiedenen Motorbelastungen Last [%] 100 (Volllast) IE3 Asynchronmotor [W] IE5+ Synchronmotor [W] 536 458 442 75 527 446 428 50 507 410 391 0 (Leerlauf) 462 336 318 07 Duodrive (SK EVO 80) [W] Der Vergleich eines herkömmlichen IE3-Asynchronmotors (0,75 kW, 83 Prozent Motorwirkungsgrad, Kegelstirnradgetriebe) mit einem entsprechenden IE5+ Synchronmotor (0,75 kW, 93 Prozent Motorwirkungsgrad, Kegelstirnradgetriebe) ergibt bei 16 Betriebsstunden pro Tag (4.000/a) und einem CO 2 -Emissionsfaktor von 366 g/kWh eine Energieersparnis von zirka elf Prozent. Das entspricht etwa 400 kWh und 0,15 Tonnen CO 2 /a. Das hat sich auch bei den in Bargteheide durchgeführten Messungen wieder gezeigt. Vergleicht man unter den skizzierten Versuchsbedingungen die durchschnittliche elektrische Leistung des IE3-Motors von 0,536 kW mit der des neuen integrierten Getriebemotors Duodrive (SK EVO 80 – 3AZ) von 0,442 kW, so ergibt sich eine Einsparung von 234 kWh Elektroenergie im Jahr. Das entspricht 17,5 Prozent Ersparnis oder 117 kg CO 2 /a für nur eine Antriebseinheit. Legt man ein durchschnittliches Paketverteilzentrum mit rund 2.000 Antrieben zugrunde, ergibt sich daraus eine Reduzierung um 234 Tonnen CO 2 /a für eine Anlage, allein durch die Optimierung der Antriebstechnik. 40 f+h 2022/05 www.foerdern-und-heben.de

TITELSTORY PRODUKTE UND SYSTEME Quelle: Nord Drivesystems Motorvarianten im Vergleich Leistung [kW] IE5+ IE3 Volumenersparnis IE5 < IE3 Gewichtsersparnis IE5 < IE3 0,5 71 F1/8 80 SP/4 -31,7% -27,8% 1,0 71 F2/8 90 SP/4 -54,1% -50,3% 1,5 71 F3/8 90 LP/4 -54,1% -52,4% 2,2 71 F4/8 100 LP/4 -58,8% -61,2% 3,0 90 F3/8 100 AP/4 -32,1% -49,6% 3,7 90 F4/8 112 MP/4 -53,1% -56,1% 08 Noch weitaus größere Optimierungspotenziale lassen sich durch ein abgestimmtes Gesamtsystem heben. So brachte die kombinierte Umrüstung von IE3-Motoren mit Standard-Förderbändern und Bandauflagen auf den IE5+ Motor von Nord Drivesystems im Zusammenspiel mit Blackmaxx-Bandauflagen und Ammdurance-Förderbändern von Ammega eine Ersparnis von 36 Prozent. Es lohnt sich also immer, alle Zulieferpartner in ein Optimierungs- und Neubauprojekt einzubinden. WEITERE MERKMALE DER IE5+ MOTORTECHNOLOGIE Neben Variantenreduzierung und höherer Energieeffizienz kommt beim Einsatz der IE5+ Technologie auch zum Tragen, dass diese Motoren klein, kompakt, steckbar und per „Plug & Play“ konfigurierbar sind. Die Leistungsstufen bis einschließlich 2,2 kW finden einheitlich im gleichen Motorgehäuse der IEC- Baugröße 71 Platz. Der IE5+ Motor von Nord Drivesystems ist aufgrund der kompatiblen Getriebeschnittstellen immer kleiner als die vergleichbare IE3-Version. Systemintegratoren können daher standardmäßig mit IE3-Motoren planen und bei Bedarf IE5+ Motoren ohne jede Umplanung als Update in der gleichen Installation einsetzen. Betrachtet man die sechs Leistungsstufen von 0,5 bis 3,7 kW (Abstufung: 0,5 / 1,0 / 1,5 / 2,2 / 3,0 / 3,7), so können diese beim IE50722388+ Motor nur mit den Baugrößen 71 und 90 realisiert werden, während bei IE3-Motoren mit den Baugrößen 80 bis 112 gearbeitet werden muss. Die Einsparungen bei Volumen und Gewicht liegen je nach Variante in Größenordnungen zwischen 30 und 60 Prozent. DER NÄCHSTE SCHRITT: AUS ZWEI WIRD EINS Je weniger Schnittstellen, desto höher der Systemwirkungsgrad. Aus diesem Grund hat Nord Drivesystems mit dem Duodrive einen Getriebemotor im hygienischen Washdown-Design vorgestellt, bei dem der IE5+ Synchronmotor in einem Gehäuse zusammen mit einem einstufigen Stirnradgetriebe untergebracht ist. Das kompakte Duodrive-Konzept erzielt als System somit eine nochmals höhere Energieeffizienz als die bereits beschriebenen Antriebssysteme mit IE5+ Synchronmotor und Kegelradgetriebe. FAZIT 08 Antriebe mit besserer Effizienzklasse tragen deutlich zur Einsparung von Energiekosten und CO 2 -Ausstoß bei 09 Der neue IE5+ Synchronmotor ist jetzt für Intralogistikanwendungen auch in belüfteter Ausführung und bis zu einer Leistung von 4,0 kW verfügbar Das Erreichen des Ziels, durch den Einsatz eines neuen IE5+ Synchronmotors anstelle eines IE3-Asynchronmotors eine höhere Energieeinsparung zu realisieren, wird durch die Messergebnisse unterstrichen. Der neue IE5+-Synchronmotor zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Es ist zu erkennen, dass mithilfe eines IE5+ Synchronmotors im Vergleich zum IE3-Asynchronmotor durchweg höhere Energieeinsparungen möglich sind. Mit der Wahl des patentierten Duodrive-Getriebemotors lassen sich durch den höheren Systemwirkungsgrad weitere Effizienzgewinne und Synergieeffekte nutzen. Zusätzlich kann die Einsparung durch Optimierung weiterer Antriebskomponenten, z. B. der Förderbänder und der Bandauflagen, weiter signifikant erhöht werden. Fotos/Grafiken: Nord Drivesystems www.nord.com | www.ammega.com NORD-APPLIKATIONSTESTFELD Das hauseigene Testfeld bei Nord Drivesystems in Bargteheide besteht aus einem Förderbandoval mit Steigung und Gefälle sowie einer Bypass-Strecke mit Ein- und Ausschleusweichen zur Hauptstrecke. Die einzelnen Förderbänder der Strecke werden mit verschiedenen Nord-Getriebemotoren und -Frequenzumrichtertypen angetrieben. Die 15 Antriebe sind über Standardschnittstellen vernetzt und lassen sich auch webbasiert überwachen. 09 www.foerdern-und-heben.de f+h 2022/05 41

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