Netz-Sicherungen, Schütz, EMV-Filter, Spar-Transformator
Die Komponenten der Einspeisung sind oft überdimensioniert. Bitte beachten Sie bei der Auslegung der Komponenten folgende Themen:
1) Stillstandsstrom der Motoren
Der Stillstandsstrom der Motoren ist kein geeignetes Maß um die Leistungsaufnahme des Motors abzuschätzen. Die Leistung ist abhängig von der Drehzahl. Mehr dazu finden Sie im Kapitel: Strom im Zwischenkreis.
2) Bemessungsstrom der Verstärker
Der Bemessungsstrom der Verstärker wird oft so gewählt, dass dieser grösser ist als der Stillstandsstrom der Motoren. Das ist zum Einen nicht immer sinnvoll und zum Anderen repräsentiert er ebenfalls nicht die aufgenommene Leistung.
3) Gleichzeitigkeitsfaktor
Teilen Sie die Achsen in Verbraucher die zur Grundlast beitragen (dauerlaufende Bandantriebe) und in Kurzzeitverbraucher (zyklische Bandantriebe, Positionierachsen, Hubachsen) ein. Bedenken Sie, dass die Kurzzeitverbraucher oft nicht gemeinsam sondern abwechselnd arbeiten. Zudem werden Kurzzeitverbraucher oft generatorisch und senken dann (bei Zwischenkreiskopplung) den Grundlastbedarf. TIP: Addieren Sie nicht die Leistungen aller Achsen und multiplizieren das Ergebnis mit einem geschätzten Gleichzeitigkeitsfaktor. Addieren Sie die Leistung der Grundlastverbraucher und addieren den größten Kurzzeitverbraucher. Jetzt sollten Sie abschätzen, ob die "kleineren" Kurzzeitverbraucher zur Summe beisteuern oder nicht.
4) Positionierantriebe
Der Beitrag von Positionierantrieben zur Leistungsaufnahme wird häufig überschätzt. Bedenken Sie bitte:
- Während der Beschleunigung ist, obwohl ein großer Beschleunigungsstrom in den Motorleitungen fließt, die Leistungsaufnahme nur Moment*2PI*mittlere Drehzahl/Wirkungsgrad.
- Während der Konstantfahrt werden oft nur Verluste gedeckt.
- Während der Bremsung wird die Einspeisung gar nicht belastet, weil die Bremsenergie im Bremschopper vernichtet oder über die Zwischenkreiskopplung anderen Achsen zur Verfügung gestellt wird.
- Die Pause ist oft länger als die Positionierung.
5) Zwischenkreiskopplung
Bei Zwischenkreiskopplung kann die in 3) ermittelte Einspeise-Leistung oft noch weiter reduziert werden, weil die Achsen generatorische Energie über den Zwischenkreis an gekoppelte Achsen weitergeben können. Zudem ist der Energiepuffer durch die Parallelschaltung aller Zwischenkreiskondensatoren deutlich höher und kann von abwechselnd agierenden Kurzzeitverbrauchern voll genutzt werden.
6) Kondensator-Erweiterungen
Werden zusätzliche Kondensator-Erweiterungen oder aktive Puffermodule in den Zwischenkreis eingebunden, so dass ein Bremswiderstand komplett entfallen kann, dann ist die Speicherkapazität so groß, dass alle Rückspeise-Energiemengen zwischengespeichert werden können. Diese Energiemenge steht dann einer Kurzzeitentnahme zur Verfügung, oder kann von Grundlastverbrauchern abgezogen werden. Sind keine Grundlastverbraucher vorhanden, werden über die Einspeisung nur noch die Verluste der Antriebe gedeckt.
Die Dimensionierung der Einspeise-Sicherung wird jetzt durch den Einschaltstrom (inrush-current) zum Laden der Zwischenkreiskapazität bestimmt. Die Verwendung von sehr trägen Sicherungen hilft hier oft, bevor die komplette Einspeise-Kette auf die nächst höhere Stromstärke vergrößert wird.
TIP: Messen Sie immer den Netzstrom in der Einspeisung der Prototypenmaschine bevor Sie Serienfreigabe erteilen. Je nach Ergebnis werden Sie die Auswahl der Komponenten nochmals überdenken.
13.08.2017 Roland Fetzner