Effiziente Elektroantriebe: So lässt sich noch mehr Energie sparen

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Leroy-Somer: Von Asynchronmotoren auf Permanentmagnet-Synchronmotoren umsteigen

Eine Pumpanlage mit geringen Regulierungsmöglichkeiten, die nur bei fester Drehzahl lief, wurde durch ein System aus Antrieben von Leroy-Somer und Pumpen von Flowserve ersetzt. Der Einsatz von Permanentmagnet-Synchronmotor und effizienteren Pumpen sorgten dafür, dass der Return on Investment nach 14 Monaten erreicht war.

Semea, ein Unternehmen im Bereich der Wasseraufbereitung und -verteilung, verwaltet die Aufbereitung und die Verteilung des Wassers im gesamten Ballungsraum um Angoulême. Das Unternehmen wollte ein aus zwei Motoren und einer Pumpe bestehendes System ersetzen, das zur Versorgung des Wasserturms von Ruelle-sur-Touvre (4000 m³) verwendet wurde. Zu diesem Zweck wandte sich die Firma an Leroy-Somer und an den Pumpenhersteller Flowserve.

Flowserve führte zunächst mit Leroy-Somer eine Analyse durch. Damit sollte sichergestellt werden, das hydraulische Ergebnis in Übereinstimmung mit der Pumpenkennlinie zu optimieren. „Um die Energieeffizienz zu verbessern, benötigen Sie eine nicht zu flache Pumpenkennlinie“, erklärte Didier Heissat, Vertriebsleiter von Flowserve in Nantes. „Mit Blick auf diese Ergebnisse beschlossen wir, eine neue und effizientere Pumpe zu integrieren.“

Flowserve wählte ein 300LNN600-Modell und die Technik eines geteilten Gehäuses verwendet. Das Modell hat eine Kapazität von 500 bis 1100 m³/h. Außerdem wurde die beste Motordrehzahl gemäß der geforderten Pumpenleistung und der Größe des Rohrleitungsnetzes. bestimmt.

Leroy-Somer ersetzte zwei bestehende Motoren durch einen Permanentmagnet-Synchronmotor PLSRPM 315 mit einer Leistung von 350 KW und 1500 min^-1. Pierre-Emmanuel Sarre, Präsident der Drive Systems Division: „Gemäß der von uns eingesetzten Analysen und Simulationen beschlossen wir zur optimalen Handhabung der variablen Durchflussraten das System mit einem Wechselrichter Powerdrive MDS 470T zu steuern, auch wenn – wie im Fall von Semea – der Durchfluss meist stabil ist.“

Auf der Basis der vorgestellten Ergebnisse wählte Semea dieses Antriebssystem: „Wir hätten auch einfach Komponenten austauschen können, die das Ende ihres Lebenszyklus erreicht hatten. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen zogen wir eine optimierte Lösung in Betracht“, berichtet Michel Labet, Produktionsleiter bei Semea,. Nun wird der Stromverbrauch um 10 % pro übertragenem Kubikmeter reduziert. Darüber hinaus stellt die Pumpe eine um 15 % erhöhte Wassermenge bereit, was es ermöglichte, mehr vom 8-stündigen „Nachttarif“ zu profitieren. Im Großen und Ganzen wurden die Gesamtkosten im Zusammenhang mit der variablen Geschwindigkeitsregelung in 14 Monaten abgeschrieben.

Die Optimierung des Stromverbrauchs ist eine Priorität für Leroy-Somer. Pierre-Emmanuel Sarre: „Die wirtschaftlichen und ökologischen Aspekte sind von Bedeutung: die Einhaltung von Standards,die Reduktion der CO₂-Menge, und natürlich die Energieoptimierung. Im Lauf von zehn Jahren werden 95 % der Gesamtkosten eines Antriebssystems durch seinen Energieverbrauch verursacht. Auf den Kaufpreis und die Wartungskosten entfallen nur 2 beziehungsweise 3 %. Jeder Fall ist besonders, und das Potenzial zur Kostensenkung ist nie das gleiche. Unsere Aufgabe ist es, unseren Kunden zu helfen, die Möglichkeit des Return on Investment zu bewerten.“ Service-Center-Partner führen vor Ort Messungen durch, unterbreiten Vorschläge, setzen diese um und gewährleisten ihre Nachhaltigkeit. Der Service basiert auf den technischen Lösungen von Leroy-Somer: Motoren und Getriebemotoren mit fester Drehzahl bei hohem Wirkungsgrad sowie variabler Geschwindigkeit aufgrund der Frequenzumrichter der Powerdrive Serie, für Leistungsregelungen bis zu 2800 kW.

Die von Leroy-Somer installierte Ausrüstung basiert auf Komponenten der Dyneo-Reihe, welche Permanentmagnetmotor-Techniken mit denen der Geschwindigkeitsregelung vereint. Diese Systeme erreichen im Einklang mit den Entwicklungen des Standards der „IE“-Effizienzanforderungen eine Effizienz höher als IE3 über den gesamten Drehzahlbereich. Sie ermöglichen einen extrem kurzen Return on Investment. Die Dyneo-Antriebe lassen sich in alle Systeme mit Drehzahlen bis zu 5500 1/min integrieren.

Die Synchrontechnik mit Permanentmagneten bietet Vorteile in Bezug auf Effizienz. Im Gegensatz zum Rotor von Drehstrominduktionsmotoren wird der magnetische Fluss des Dyneo Motors nicht vom Stator induziert, sondern direkt von einer Reihe von im Rotor eingebrachten Permanentmagneten. Während die Rotorverluste des Asynchronmotors nahezu ein Drittel der gesamten Verluste repräsentieren, sind die Rotorverluste des Dyneo-Rotors vernachlässigbar.

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