Problem erkannt und gelöst: Neue Motorregelung bei ACQ580 sorgt für reibungslosen Pumpenbetrieb

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Neue Lager an einer Dünnschlammpumpe im Klärwerk von Freiberg am Neckar hatten zur Folge, dass ihr Antrieb nicht mehr korrekt beschleunigte. Der ABB-Partner Ecosmart Energy GmbH konnte durch die Umstellung der Motorregelungsart des ACQ580-Frequenzumrichters das Problem beheben.

Die Füllgrabe & Teubner Elektrotechnik GmbH aus Kirchberg/Murr (Baden-Württemberg) ist spezialisiert auf die kommunale Wasser- und Abwassertechnik. Der elektrotechnische Betrieb konstruiert, fertigt und installiert individuelle Steuerungen und Schaltanlagen für kommunale Wasser- und Abwasseranlagen.

Im Jahr 2023 erhielt das Unternehmen den Auftrag, in der Kläranlage der Stadt Freiberg am Neckar einen Frequenzumrichter für die Drehzahlregelung einer Pumpe zu installieren. Die Dünnschlammpumpe zur Schlammentwässerung war zuvor im konstanten Betrieb gelaufen. Ziel war es, die Fördermenge mithilfe des Frequenzumrichters an die jeweiligen Anlagenparametern anzupassen.

Beim Frequenzumrichter fiel die Wahl auf den ACQ580 von ABB mit einer Leistung von 5,5 kW. Die Geräte dieser Produktreihe sind speziell für den Einsatz im Wasser- und Abwasserbereich ausgelegt und verfügen über eine breite Palette integrierter Pumpenfunktionen, um einen sicheren Wasserfluss zu gewährleisten.

Geliefert wurde der Frequenzumrichter von der Ecosmart Energy GmbH. Der ABB-Partner mit Sitz in Stuttgart ist ein technischer Distributor im Bereich der Antriebstechnik und Schalt- und Steuerungstechnik. Ecosmart Energy berät auch bei der Auslegung der Geräte und unterstützt bei der Inbetriebnahme.

Nach der mechanischen Überholung der Pumpe wurde beim ACQ580 die Motorregelungsart auf Vektorregelung umgestellt, um einen reibungslosen Pumpenbetrieb zu gewährleisten. (Bild: ABB)

Einfache Inbetriebnahme und Kompaktheit

Ausschlaggebend für den Einsatz des ACQ580 waren die einfache Inbetriebnahme und die kompakten Baumaße der Geräte. Ein Mitarbeiter von Füllgrabe & Teubner hat den Frequenzumrichter über den Inbetriebnahmeassistenten des Geräts in kurzer Zeit auf der Anlage in Betrieb genommen. Durch seine Kompaktheit konnte das Gerät zudem einfach in einen bestehenden Schaltschrank integriert werden.

Bei der Erstinbetriebnahme des Umrichters wurde die Ansteuerung des Motors im Skalarmodus belassen. Die Skalarregelung ist das Standard-Motorregelungsverfahren beim ACQ580. Bei diesem Modus wird der Antrieb mit einem Frequenz-Sollwert geregelt.

Nach einem Jahr problemlosen Betriebs wurde die Pumpe einer mechanischen Überholung unterzogen. Danach zeigte sich jedoch, dass die neuen Lager so schwergängig liefen, dass der Pumpenantrieb nicht mehr korrekt beschleunigte.

Eine Lösung hätte darin bestanden, auf einen leistungsstärkeren Frequenzumrichter zu wechseln. Angesichts des vorhandenen, recht neuen Umrichters war dies aber wirtschaftlich nicht vertretbar gewesen.

In einem ersten Lösungsversuch wurde die Stromgrenze beim ACQ580 in Verbindung mit einer Drehmomenterhöhung angehoben. Das führte jedoch nicht zum Erfolg. Ein Antriebsexperte von Ecosmart Energy fuhr daraufhin zur Freiberger Kläranlage, um zusammen mit einem Mitarbeiter von Füllgrabe & Teubner das Problem vor Ort zu lösen.

Vektor- statt Skalarregelung

Dieses Mal wurde am ACQ580 die Motorregelungsart von Skalar- auf Vektorregelung umgestellt. Dies geschah über das Bedienpanel des Geräts in wenigen Minuten. Das Panel verfügt über ein großes grafisches Display und Softkeys für den Zugriff auf alle Parameter, Einstellungen und Funktionen. Der Benutzer kann so durch die Anwendung navigieren, ohne Tastenbeschriftungen oder Symbole lesen zu müssen.

Die Vektorregelung ist beim ACQ580 der Motorregelungsmodus für Anwendungen, bei denen es auf eine hohe Regelungsgenauigkeit ankommt. Sie ermöglicht eine bessere Regelung über den gesamten Drehzahlbereich insbesondere bei Anwendungen, bei denen eine niedrige Drehzahl bei hohem Drehmoment notwendig ist. Das Schalten der Ausgangshalbleiter wird dabei so gesteuert, dass der erforderliche Statorfluss und das Motordrehmoment erreicht werden. Der neue Regelungsmodus brachte die Dünnschlammpumpe umgehend wieder zum Laufen. Zusätzliche Arbeiten waren nicht mehr erforderlich.

Mithilfe des Frequenzumrichters kann die Fördermenge an die jeweiligen Anlagenparameter angepasst werden (Bild: ABB).