5 minAntriebstechnikVeröffentlicht am 5. März 2008

LV Titanium Motor: Kompakte und leistungsstarke Plug-and-Play-Lösung mit IE5-Effizienz

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Intro

ABB Motion baut ihr Angebot an integrierten Motorantrieben kontinuierlich weiter aus und bietet Produkte an, die neue Märkte erschließen und ein noch breiteres Anwendungsspektrum ermöglichen. Die jüngste Entwicklung ist der LV Titanium Variable Speed Motor, der die Spezifikation und Installation eines drehzahlgeregelten Motors schnell und einfach macht.

Der neue LV Titanium Variable Speed Motor von ABB bietet die Vorteile eines hocheffizienten Motors und eines Frequenzumrichters auf einer einzigen, kompakten, anpassbaren Plug-and-Play-Plattform. Die Antriebslösung mit IE5-Ultra-Premium-Energieeffizienz ermöglicht Industriekunden, ihren Energieverbrauch zu minimieren, Geld zu sparen und den CO2-Ausstoß zu reduzieren.

Integration auf 2-in-1-Plattform

Die Zusammenarbeit mit Kunden hat ABB eine klare Botschaft vermittelt: Ein wichtiger Schritt, drehzahlgeregelte Antriebstechnologie in der Industrie weiter auszubauen ist, die Installation und Bedienung so einfach wie möglich zu gestalten, wenn der Einsatz eines separaten Frequenzumrichters schwierig ist. Deshalb hat der Technologiekonzern den LV Titanium entwickelt. Die Integration von Motor und Antrieb auf einer einzigen 2-in-1-Plattform stellt einen einfachen, unkomplizierten Ansatz dar, um IE5-Ultra-Premium-Effizienz für ein breiteres Spektrum industrieller Anwendungen bereitzustellen.

Wichtigstes Designziel von ABB war es, nicht nur einen Frequenzumrichter an einen Motor anzuschrauben, sondern einen Motor mit integrierter Drehzahlregelung zu entwickeln. Daher wurde die LV Titanium-Plattform von Anfang an als vollständig integriertes Konzept konzipiert, mit einem modernen Antriebsmodul, das für eine optimale Leistung mit einem hocheffizienten Permanentmagnetmotor konzipiert wurde. Das Ergebnis ist ein schlankes, stromlinienförmiges Design, bei dem der Axialantrieb am Ende des Motors montiert ist. Dies spart Platz und macht den LV Titanium ideal für Anwendungen wie beispielsweise vertikale Pumpen. Er weist außerdem einen außergewöhnlich leisen Betrieb auf, der nur geringfügig über dem Umgebungsgeräusch liegt.

Kompakt bei hoher Leistungsdichte

Dank seiner kompakten Bauweise und hohen Leistungsdichte ist der LV Titanium mindestens zwei Baugrößen kleiner und leichter als vergleichbare Asynchronmotoren. Damit ist er die ideale Wahl für Anwendungen, bei denen Platz Mangelware ist. Das macht ihn zur perfekten Upgrade-Option für ältere, ineffiziente DOL-Motoren, da der LV Titanium wie ein direkt am Netz betriebener Motor angeschlossen werden kann.

Seine Plug-and-Play-Funktionalität bedeutet, dass der LV Titanium nicht in Betrieb genommen werden muss, da dies für die vollständig integrierte Motor- und Frequenzumrichter-Kombination bereits ab Werk erfolgt. Das ermöglicht eine schnelle und einfache Installation, ohne dass Schaltschränke oder Elektroräume erforderlich sind oder speziell geschultes Personal benötigt werden.

Der LV Titanium kann auch so geregelt werden, dass er das günstigste Betriebsprofil für die Anlage und den Prozess bietet. Bei Pumpenanwendungen kann beispielsweise die Drehzahl stufenlos hoch- und heruntergefahren werden, um mechanische Belastungen der Anlage und plötzliche Druckänderungen in den Rohrleitungen zu vermeiden.
Der Motor verfügt über ein intuitives Bedienpanel mit analogen und digitalen Ein- und Ausgängen (E/A). Die Anschlussmöglichkeiten umfassen das Modbus-RTU-Kommunikationsprotokoll zur einfachen Integration von SPS und anderen Steuergeräten. Darüber hinaus ist es möglich, einfache, sich wiederholende Prozessroutinen ohne zusätzliche SPS-Systeme auszuführen.

Der LV Titanium Variable Speed Motor von ABB ermöglicht einem breiten Spektrum von Industriekunden, ihren Energieverbrauch zu minimieren und die CO2-Emissionen zu reduzieren. (Quelle: ABB)

Kostengünstige IE5-Effizienz

Der LV Titanium ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, Pumpen, Kompressoren und viele andere Anwendungen mit IE5-Ultra-Premium-Effizienz auszustatten. Die höchste Systemeffizienz IE5 wird gemäß IEC 61800-9-2 für das kombinierte Motor- und Frequenzumrichterpaket erreicht. Der drehzahlgeregelte Motor ist ein einfacher Ersatz für DOL-Asynchrononmotoren und ein einfaches Upgrade zu einem frequenzumrichterangetriebenen Motor mit schnellem Return on Investment (ROI). Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der LV Titanium in einem breiten Drehzahl- und Drehmomentbereich eingesetzt werden kann und er auch bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment liefern kann.

Die Möglichkeiten zur Energieeinsparung beim Einsatz des LV Titanium lassen sich durch den Vergleich mit einem konventionellen Motor mit konstanter Drehzahl in einer 7,5-kW-Zentrifugalpumpenanwendung veranschaulichen, einem der wichtigsten Einsatzgebiete des IE5-Motors mit variabler Drehzahl. Die jährlichen Einsparungen bei der Stromrechnung werden auf mehr als 4.000 Euro geschätzt, ausgehend von einem für Europa typischen Energiepreis von 0,21 Euro/kWh. Gleichzeitig werden die CO2-Emissionen jährlich um 6.000 kg reduziert, legt man den durchschnittlichen europäischen Kohlenstoffintensitätsfaktor von 0,3 kg CO2 zugrunde.

Breites Einsatzspektrum

Der LV Titanium Variable Speed Motor ist derzeit in kleineren Größen von 4 kW bis 7,5 kW erhältlich. Parallel wird die Plattform im Jahr 2026 erweitert, um Anwendungen von 1,5 kW bis zu 30 kW für eine breite Palette an Industriesegmenten abzudecken – von der Wasseraufbereitung über die Chemie bis hin zur Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Der Motor ist nicht nur in einer Variante erhältlich, sondern kann an spezifische Kundenanforderungen angepasst werden.
Für den LV Titanium gibt es derzeit vier Hauptanwendungsbereiche:

  • Pumpen: Mit dem axial montierten Antrieb eignet er sich ideal für vertikale Pumpenanwendungen. Er bietet außerdem eine kompakte Installation, die Drehzahlen von bis zu 4.500 U/min für einen optimierten Durchfluss sowie für Energieeinsparungen liefert.
  • Kompressoren: Dank seiner kompakten Größe bietet er einen großen Drehzahl-/Drehmomentbereich, um den Anforderungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen gerecht zu werden.
  • Materialtransport: Der Betrieb mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment ist möglich und bietet Flexibilität beim Betrieb von Förderbändern.
  • Rechenzentren: Dort kann die hocheffizente Antriebslösung derzeitige elektrisch kommutierte (EC-) Lüfter ersetzen.

Neue Maßstäbe

Anstelle eines separaten Motors und Frequenzumrichters bietet der LV Titanium Variable Speed Motor eine integrierte 2-in-1-Lösung, die einen hocheffizienten Permanentmagnetmotor und einen Frequenzumrichter in einer kompakten Einheit vereint. Mit seiner IE5-Ultra-Premium-Energieeffizienz, seiner Vielseitigkeit, Robustheit und seinem kompakten Design setzt er neue Maßstäbe in Sachen Leistung und Einfachheit. Die Plattform ist in der Lage, industrielle Abläufe weltweit zu verändern, indem sie eine zukunftsorientierte Lösung bietet, die nicht nur den aktuellen Anforderungen gerecht wird, sondern auch zukünftige Branchenanforderungen vorwegnimmt.

Wirtschaftliche Drehzahlregelung

Obwohl die wirtschaftlichen Vorteile beim Einsatz von drehzahlgeregelten Motoren greifbar sind, hat sich ihre Verbreitung in der Industrie seit ihrer Einführung vor 50 Jahren nur langsam entwickelt. Bei ABB schätzt man, dass etwa 50 % der Industriemotoren weltweit von der Kombination mit einem Frequenzumrichter profitieren würden. Weltweit sind derzeit aber weniger als ein Viertel damit ausgestattet.
Die Umrüstung eines Motors mit niedrigem auf einen mit hohem Wirkungsgrad, der eine Pumpe, einen Ventilator oder einen Kompressor antreibt, bringt erhebliche Effizienzvorteile mit sich. Noch größere Energieeinsparungen lassen sich aber erzielen, wenn ein Motor mit hohem Wirkungsgrad in Kombination mit einem Frequenzumrichter eingesetzt wird. In der Regel sinkt der Energieverbrauch dadurch um etwa 25 %, in einigen Anwendungen können die Einsparungen sogar noch größer ausfallen. Das Ergebnis ist ein rascher ROI, verbunden mit einer erheblichen Verringerung der CO2-Emissionen.