Drehzahlgeregelte Hydraulik führt zur Energieeinsparung

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Aktuell kommt bei allen Maschinen das bewährte Konzept eines ungeregelten, direkt am Netz betriebenen Asynchronmotors an einer hydraulischen Regelpumpe zum Einsatz. Dabei wurde festgestellt, dass der gefahrene hydraulische Zyklus entscheidenden Einfluss auf die absolute Energieeinsparung hat.

Hohe Energie-Einsparpotenziale waren besonders in den Teillastbereichen der Gummi-Spritzgießmaschinen zu erwarten. In Kooperation mit dem Unternehmensbereich Parker Prädifa Dichtungen hat die Vertriebs- und Servicezentrale in Kaarst die erforderlichen Maßnahmen an den Gummi-Spritzgießmaschinen des Herstellers Desma geplant und umgesetzt.

Einbau eines Sparumrichters hält Aufwand in Grenzen

Die Darstellung des Leistungsprofils in Bild 1 zeigt deutlich, dass das höchste Einsparpotenzial während der Heizzeit der Presse besteht. In allen anderen Arbeitspunkten ist theoretisch zwar eine Anpassung der Motordrehzahl oder des Pumpenvolumenstroms möglich, allerdings würde dies einen unverhältnismäßig hohen und aufwendigen Eingriff in die Prozesssteuerung bedeuten.

Durch kontinuierliche Anpassung der E-Motordrehzahl könnte die Hydraulikpumpe in deutlich besseren Arbeitspunkten betrieben werden, wodurch ein signifikant höherer Wirkungsgrad erreicht würde. Das würde allerdings einen weitergehenden, aber durchaus beherrschbaren Eingriff in die Maschinensteuerung erfordern.

Reduzierte Motordrehzahl in der Heizzeit erhöht Energieeffizienz

Um den Aufwand und Nutzen in Einklang zu bringen, hat man auf diese Möglichkeit im Rahmen des Projektes verzichtet. Stattdessen wurde ein Sparumrichter zwischengeschaltet (Bild 1c), der während der Heizzeit die Drehzahl des Antriebsmotors der Hydraulikpumpe von 1500 auf 300 min–1 reduziert. Das Hydrauliksystem liefert während der Heizzeit damit nur die notwendige Ölmenge, der Pumpenförderstrom wird dem Bedarf angepasst. Hydraulische Fahrbewegungen sind in dieser Phase nicht erforderlich.

Industrielle Drehstromanschlüsse sind im Allgemeinen als Vierleitersystem ausgeführt. Sie stellen die drei Phasen und einen Nullleiter oder Mittelpunkt zur Verfügung – unabhängig vom Schutzleiter, der den fünften Leiter belegt.

Anders ist das in der Regel bei Frequenzumrichtern und Motoren. Sie kommen mit nur drei aufeinander bezogenen Phasen aus, bilden also ein Dreileitersystem. Selbst wenn der Motor in Sternschaltung statt in Dreieckschaltung betrieben wird, ist der Sternpunkt selten von außen zugänglich.

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