Der General

ABB bringt einen neuen Mittelspannungsfrequenzumrichter auf den Markt. Konzipiert für alle Anwendungen, die mit einem standardisierten System betreibbar sind, stellt der ACS 2000 etwa 20 Prozent Energieersparnis in Aussicht.

Als Referenz dient ein Zementofen bei Jura Cement in Wildegg in der Schweiz. Der zweitgrößte Zementproduzent des Alpenlandes hat eine 25 Jahre alte Untersynchron-Stromkaskade mit einem drehzahlgeregelten Antrieb von ABB ersetzt. Jetzt steuert ein neuer ACS 2000 Mittelspannungs-Frequenzumrichter mit einer Leistung von 550 kW das Klinkerkühlerabluftgebläse jenes Zementofens. Martin Schorbach zählt die großen Vorteile der neu konfigurierten Anlage im Vergleich zur vorherigen Lösung auf: „Die Verfügbarkeit ist höher, die Wartungskosten sind geringer und der Drehzahlbereich von nunmehr 0 bis 1.000 min-1 ist größer.“ Auch sei eine sehr schnelle Installation und Inbetriebsetzung erfolgt. Aber das Nonplusultra sei, so der Bereichsleiter für ‚Geregelte Großantriebe/Großmaschinen‘ bei der ABB Automation Products GmbH in Ladenburg, der nunmehr „geringere Energieverbrauch von circa 20 Prozent“.

Mehr Energieeffizienz und Produktivität

Mitte Februar wurde die neue Produktserie ACS 2000, die es mit Nennleistungen von 400 bis 1.000 kVA und Spannungen bis 6,9 kV gibt, aus Anlass der Hannover Messe 2010 der Fachpresse vorgestellt. Dabei kehrte Martin Schorbach vor allem die Vorzüge dieses Frequenzumrichters heraus: „Flexibler Netzanschluss, geringe Netzrückwirkungen, reduzierter Energieverbrauch, einfache Installation und Inbetriebnahme sowie hohe Zuverlässigkeit“. Martin Schorbach bekräftigte: „Damit steht der Mittelspannungs-Frequenzumrichter für mehr Energieeffizienz und Produktivität“.

Wie seine Entwickler versichern, erfüllt der neue luftgekühlte Umrichter „sämtliche Anforderungen von Anwendern im Hinblick auf innovative Technologien, Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und Zukunftssicherheit“. Ferner eignet er sich, wie gleichfalls verlautbart, „für alle Anwendungen, die mit einem standardisierten Frequenzumrichter betreibbar sind“. Demnach wurde die neue Produktserie speziell für Lüfter, Pumpen, Kompressoren und andere Anwendungen in den Bereichen Zement, Baustoffe und Bergbau, Metallverarbeitung, Papier- und Zellstoffindustrie, Wasser, Stromerzeugung sowie Chemie, Öl und Gas entwickelt.

Durch die Möglichkeit des Direktanschlusses (Direct-to-Line), bei der kein Transformator erforderlich ist, und durch das „Drei Eingangs-/drei Ausgangskabel-Konzept“ von ABB ist die Installation und Inbetriebnahme schnell und einfach. Beim Direktanschluss muss nur das vorhandene Motorkabel aufgetrennt werden. Dann lässt sich der Frequenzumrichter zwischen Netz und Motor schalten.

Bei Anwendungen, die einen Zwischentransformator am Eingang oder eine Potenzialtrennung von der Einspeisung benötigen, kann der ACS 2000 an einen konventionellen Zwei-Wicklungs-Öl- oder Trockentransformator angeschlossen werden. Ein aktiver Gleichrichter (Active Front End, AFE) minimiert die netzseitigen Oberschwingungen ohne den Einsatz teurer Spezialtransformatoren und ermöglicht einen Vier-Quadranten-Betrieb und eine Blindleistungskompensation. Die harmonischen Oberschwingungen erfüllen die strengen Anforderungen der internationalen Normen. Dadurch kann eine Analyse der Oberschwingungen oder die Installation von Netzfiltern entfallen.

Als Motorregelung kommt die bewährte direkte Drehmomentregelung (DTC) von ABB zum Einsatz. Die Vorteile der DTC fasst ABB wie folgt zusammen: „Niedriger Energieverbrauch durch eine schnelle und genaue Prozessregelung bei höchster Drehmoment- und Drehzahldynamik; die Steuerung des Antriebs erfolgt unter allen Bedingungen direkt und gleichmäßig“.

Kompakt und wirtschaftlich

Weil der ACS 2000 direkt, d. h. ohne Transformator, am Netz betrieben werden kann, sind die Investitionskosten insgesamt niedriger. Weitere Vorteile sind die geringen Transportkosten und der kleine Platzbedarf im Schaltraum, die sich aus der kompakten Bauform und dem geringeren Gewicht ergeben.

Die AFE-Technologie reduziert durch den Vier-Quadranten-Betrieb, bei dem die Bremsenergie in das Netz zurückgespeist wird, den Energieverbrauch deutlich. Zudem ist mit AFE die Blindleistungskompensation (VAR) möglich. So wird das Netz weniger belastet und durch Blindleistung bedingte Nachteile werden vermieden. W

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