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Driving the world

SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG — Marktmanagement / Claus Wieder 07.05.2013

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Mehr als die Vergangenheit interessiert mich die Zukunft,

denn in ihr gedenke ich zu leben Albert Einstein

Energieeffiziente Antriebssysteme

für industrielle Anwendungen Energiesparen über innovative Technologien

bei Mechanik, Elektrik und Elektronik

Forum Efficiency Arena

Dipl.-Ing. (FH)

Claus Wieder

Leiter Marktmanagement

SEW-Eurodrive GmbH & Co KG

76646 Bruchsal

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SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG — Marktmanagement / Claus Wieder

Einleitung - Übersicht

07.05.2013

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Der klassische Antriebsstrang –

Getriebe , Motor , Antriebselektronik

Getriebe –

Wandler für Drehmoment und Drehzahl

Elektromotor –

die antreibende Kraft

Frequenzumrichter – Drive-Controller

Drehzahlverstellung, Flexibilität und Effizienz

Mechatronik-

von der Komponente zum System

Ausblicke

Rahmenbedingungen und Vorschriften

Energieeffiziente Antriebslösungen –

für industrielle Anwendungen

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SEW – Energiespar-Baukasten

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Erhöhung des Getriebewirkungsgrads

Erhöhung des Motorwirkungsgrads

Verbesserung des Umrichterwirkungsgrads

Verzicht auf unnötige Funktionen

Bedarfsgerechte Dimensionierung

Reduktion der Verluste

h =

R07-R167

PS

F27-F157 K19-K187

BS

DRE80-315

IE2

DRP90-315

IE3

MOVIGEAR®

MGF2-MGF4

IE4(*)

MOVIDRIVE®

BG0-BG7

Elektronik-

Motor

DRC 1 – 3

IE4(*)

http://www.sew-energy-saving.com/








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Getriebe -

Wandler für Drehmoment und Drehzahl

Öl

Dichtung

Verzahnung

Lager

Getriebeeineinaus MP h =

eineinein MP =

PIn

POut

PLoss

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Getriebe – Übersicht, Wirkungsgrade

Getriebetyp Kraftfluß Kraftübertragung WirkungsgradStirnradgetriebe geradlinig Rollreibung 98 % (1 stufig)

97 % (2 stufig)

95 % (3 stufig)

Flachgetriebe geradlinig Rollreibung 97 % (2 stufig)

95 % (3 stufig)

Kegelstirnradgetriebe rechtwinklig Rollreibung 95 % (3 stufig)

> 90 (2 stufig)

Stirnradschneckengetriebe rechtwinklig Gleitreibung 40 - 93 % (2 stufig)

Spiroplan®

rechtwinklig Gleitreibung 40 - 93 % (1 stufig)

Stirnrad-Getriebe

Flach-Getriebe

Geradliniger Kraftfluss

Rechtwinkliger Kraftfluss

Kegelrad- Getriebe

Schnecken-Getriebe

SPIROPLAN® Getriebe

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Innovation in der Mechanik

hocheffiziente Kegelrad-Getriebe

• Hoher Wirkungsgrad

• Wirkungsgrad größer 90 %

• Kompakte Bauform

• Geringes Gewicht

zweiteiliges Aluminium-Gehäuse

• Kombinierbar mit DR-, DRC-,

und CMP-Motoren IE4-Antriebe

• Fuß- und Aufsteckausführung ein Gehäuse

• Universaleinbaulage M1 bis M6

• Drei Fußleisten für allseitigen Anbau

• Zweistufige Ausführung

• Hypoidverzahnung in zweiter Stufe

• Übersetzungen i= 4 bis 70

Neu bei SEW:

K19 / K29 80 /130 Nm

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Der Elektromotore –

die antriebende Kraft

Elektromotoren

Im industriellen Einsatz

Drehstrom-Asynchron-Motoren werden

am häufigsten eingesetzt

einfaches, robustes Motorkonzept und

preiswert

Elektromotoren bieten im Vergleich zu

anderen Motoren /Technologien einen

hohen Wirkungsgrad

Wirkungsgrad ist abhängig von der Motor-

Leistung und der Motor-Auslastung

Drehstrom-Asynchron-Motoren

Wirkungsgrad 73% – 93 %

Drehstrom-Synchron-Motoren (Servo-Motoren)

bieten Wirkungsgrade > 90 %

Drehstrom-

Asynchron-Motor

Drehstrom-

Synchron-Motor

permanent erregt

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Internationale Norm : IEC 60034-30

Festlegung der Wirkungsgradklassen

* IEC/TS 60034-31 Ed 1.0 - COMMITTEE DRAFT (CD)

IEC 60034-30 SEW-

Motoren

IE1 – Standard Efficiency DRS

IE2 – High Efficiency DRE

IE3 - Premium Efficiency DRP

IE4 – Super Premium

Efficiency *

DRU, DRC

MOVIGEAR

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DRU-Motor in

LSPM* Technik:

Permanenterregten

Drehstrom-Synchronmotor

Rotor mit Kurzschlusskäfig und

eingelassenen Magneten

Für Netz- und Umrichter-Betrieb

Wirkungsgradklasse

IE4 Super Premium Efficiency

Innovation in der Elektro-Mechanik

Synchron-Motor in LSPM - Technologie

* LSPM (Line Start Permanent Magnet)

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Synchronmotoren DRU LSPM - Technologie

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Vorteile:

Hoher Wirkungsgrad bis zu IE4

Geringerer Energieverbrauch

Kompakte und robuste Bauweise

Synchroner Lauf mit der Speisefrequenz

Schlupflose Drehzahlregelung ohne Geberrückführung

Einsetzbar als Einzel- oder Gruppenantrieb am Netz

oder Frequenzumrichter

Konstantes Drehmoment im Drehzahlstellbereich ohne Fremdlüfter

Viele Zusatzausführungen des DR-Motorbaukastens verfügbar

Kombinierbar mit der SEW- 7er-Reihe des Getriebebaukastens

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Synchronmotoren DR...J (LSPM) Skalierbarkeit Wirkungsgradklasse und Baugröße

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Beispiel: 1,1 kW

Serienbaugröße DRE 90 M4 (IE2)

IE2 LSPM-Baugröße DRE 80 SJ 4 IE3 LSPM-Baugröße DRP 80 MJ 4 IE4 LSPM-Baugröße DRU 90 MJ 4.

Serienbaugröße DRS 80 M4 (IE1)

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Frequenzumrichter –

Drehzahl-Verstellung, Flexibilität und Effizienz

Motorbetrieb am

Frequenzumrichter

Frequenzumrichter (FU) ermöglichen die

variable Drehzahlverstellung im Motor

Frequenzumrichter Wirkungsgrad > 95%

getaktete FU-Ausgangsspannung bringt

erhöhte Verluste in Leitung und Motor !!

optimierter Betrieb des Motors (U, I, f)

Anpassung /Reduzierung der Drehzahl an

Betriebsbedingungen

Nutzung generatorischer Motor-Energie

über ZK-Kopplung, Netzrückspeisung,

Energiespeicher u.ä

f= 0-400 Hz ~ n

t

n

Frequenzumrichter bieten ein Einsparpotential bis zu 30 %

Netz

50/60Hz

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Frequenzumrichter –

Drehzahl-Verstellung, Flexibilität und Effizienz

Antriebselektronik zum

Energie-Recycling

A

C

/

D

C

D

C

/

D

C

Energie-Speicher

Netz

-Rücksp

eis

ung

Brems-

widerstand

generatorische

Energie

DC-

Zwischenkreis f= 0-400 Hz ~ n

Netz

50/60Hz

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hFU hMotor hGetriebe hLast

Gesamtwirkungsgrad hgesamt

Mechatronik –

Innovation und Optimierung der Antriebslösung

FU Motor Getriebe

PAufwand PNutzen

Mechatronisches System

hSystem

Integration von Getriebe, Motor und

Frequenzumrichter

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Integration von Getriebe, Motor und

Antriebselektronik in einem Gehäuse

Optimierung der mechanischen und

elektrischen Schnittstellen

hocheffizienter Motor

Synchron-Motor

energieeffizientes Getriebe

Flachgetriebe

Einsatz effizienter Leistungshalbleiter

Erweitere Diagnose für Elektronik und

Mechanik

Mechatronik –

Von der Komponente zum System

Mechatronisches Antriebs-System

MOVIGEAR®

Elektronik

Motor

Ge

trie

be

Gesamtwirkungsgrad liegt je nach Vergleichsgetriebe und Betriebspunkt

ca. 10-25 % über herkömmlichen Antriebslösungen

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DRC Elektronikmotor—

die universelle mechatronische Antriebseinheit

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Permanent Magnet Motor wie im MOVIGEAR®

Kommunikationsschnittstellen wie MOVIGEAR®

Binär, AS-Interface, SNI und SBus

3 Baugrößen mit 0,55 / 1,5 / 3 kW

geschlossene Ausführung ohne Lüfter

Standard Flansche zur Kombination mit

SEW 7er-Getrieben (R, F, K, S, W)

Optional: mechanische Bremse

Wirkungsgradklasse entsprechend IE4

Eigenschaften des

DRC-Motors

DRC Motor — flexibel, skalierbar, durchgängig

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07.05.2013

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Energieeffizienz durch innovative Antriebssysteme

- Energiesparlösung - horizontaler Transport

MOVIGEAR®

MGF2-MGF4


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Anwendung Gurtförderer

Vergleich von konventioneller Lösung

(Getriebemotor direkt am Netz) und

innovativer MOVIGEAR® Technologie

Installierte Systeme

(1) KA47 DT90S4 BMG (Netzbetrieb)

i: 8,56 (nab = 164 1/min)

Ma: 64 Nm

(2) MGFAS4 (MOVIGEAR)

i: 10,97 (nab = 182 1/min)

Ma: 72 Nm

Der Vergleich

vs.

Die Lösung für den horizontalen Transport - MOVIGEAR®

MOVIGEAR®

MGF2-MGF4


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Die Energieverbrauchsmessung

Blau –

Leistungsaufnahme KA47DT90S4BMG (vor Gurttausch)

Rot –

Leistungsaufnahme MOVIGEAR® (nach Gurttausch)

Grün –

Leistungsaufnahme MOVIGEAR® (vor Gurttausch)

Die Lösung für den horizontalen Transport - MOVIGEAR®

MOVIGEAR®

MGF2-MGF4


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Bezogen auf eine Strompreis von 0,1 €/kWh

bei 16 Stunden pro Tag und 250 Tagen pro Jahr

Energiekosten pro Antrieb

Energieverbrauch

Reduzierung

um 55 %,

Reduzierung

um 268 €/a

2676 kWh/a pro

Antrieb

Reduzierung um

ca. 1739 kg/a

CO2-Ersparnis

Energiesparlösung - horizontale Fördertechnik

MOVIGEAR®

MGF2-MGF4

Zertifizierung


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21 Energiespar- Rechner Amortisations- Rechner

Verbrauchs- Rechner Regalbediengerät- Rechner

Energieberatung – in systematischen Schritten zur optimalen Einsparung

2010_03_18_MLOG_Projekt_151282.xlsm

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