Drive Controller für Hochgeschwindigkeitsanwendungen
Wenn's besonders schnell gehen muss
Wo Motoren mit besonders hohen Drehzahlen laufen, dürfen sie nicht fehlen: High-Speed Drives von KEB Automation. Sie sorgen in Hochgeschwindigkeitsapplikationen wie Turboblowern oder Werkzeugspindeln dafür, dass Motoren 100.000U/min oder mehr erbringen. Im Zusammenspiel mit der passenden Filtertechnologie entstehen Systemlösungen, die in Kläranlagen, Werkzeugmaschinen oder in der Lebensmittelherstellung ihr ganzes Können zeigen.
Bild: KEB Automation KGEin Blick auf die Zusammenarbeit von KEB und einem Hersteller von Druckluftkompressoren zeigt auf, wie der konkrete Einsatz der Drives aussehen kann. "Gemeinsam haben wir eine High-Speed Lösung entwickelt, die für den Antrieb eines zweistufigen Schraubenverdichters ausgelegt ist.
Bild: KEB Automation KG
Wenn hohe Geschwindigkeiten gefragt sind
Die Combivert F6 High-Speed Drives von KEB Automation eignen sich mit einer Leistung bis 450kW, Ausgangsfrequenzen bis 2.000Hz und Schaltfrequenzen bis 16kHz für den Einsatz in Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten. Die Umrichter sind außerdem in der Lage, sämtliche Motorenarten geberlos oder mit Lagerückführung zu regeln.
Da die High-Speed Drives oft unter rauen Bedingungen eingesetzt werden, sind die Leiterkarten optional mit einer robusten 3C3-Schutzlackierung versehen, die die empfindlichen elektronischen Bauteile vor aggressiven Gasen schützt. Durch eine spezielle Softwarefunktion werden die häufig verwendeten Magnetlager auch nach einem Netzausfall aktiv gehalten, um den wertvollen Motor sicher auf Stillstand abbremsen zu können und die Notfanglager zu schonen. Die hohen Schaltfrequenzen der High-Speed Umrichter gepaart mit Sinusfiltern stellen sicher, dass sich der Rotor nur wenig erwärmt und Verluste reduziert werden.
Gemeinsam mit einem Anbieter von Kompressoren und Gebläsen realisierte KEB zuletzt den Antrieb eines 325kW-Turbogebläses mit einem F6 High-Speed Drive in der Pro-Variante. In dieser Ausführung verfügen die Drives beispielsweise über erweiterte Möglichkeiten der Feldbuskommunikation (Ethercat, Profinet, Modbus/TCP) und diverse Kommunikationsschnittstellen (CAN, Diagnose RS485/232, Ethernet, Modbus/RTU). "Verglichen mit der Kompakt-Variante stehen darüber hinaus neben STO noch weitere Sicherheitsfunktionen, wie SLS, SMS und weitere geberlose drehzahlabhängige Sicherheitsfunktionen zur Verfügung", sagt Fischer. "Durch die Realisierung der sicher begrenzten Drehzahl im Drive Controller konnte der Kunde sein Maschinengehäuse weniger aufwändig konstruieren und verringert damit Materialeinsatz und Gewicht - ein echter Kostenvorteil."
Der Antrieb von Spindeln mit verschiedenen Werkzeugen ist ebenfalls ein Fall für die Combivert F6 High-Speed Drives, da sie ein hohes Drehmoment über die ganze Drehzahlbandbreite realisieren. Auch bei dieser Anwendung sind die geberlose Positionierung sowie die Drehzahlsteifigkeit bis 120.000U/min von Vorteil. Daneben wird die Ausnutzung des Reluktanzmoments bei Synchronmaschinen mit asymmetrischer Reaktanz (z.B. IPM-Motoren) ermöglicht und durch die Multi-Geber-Schnittstelle sowie allen Motor-Betriebsarten in einer Firmware profitieren Betreiber von High-Speed Spindeln von der Flexibilität.
Starkes Duo: Sinusfilter und Drives
Die Combiline Z2 Sinusfiltern sind auf die High-Speed Drives abgestimmt und schaffen somit leistungsfähige Systemlösungen für verschiedene Anwendungen. Die Ausgangsfilter bestehen dabei aus einer Motordrossel sowie einem Kondensatorpaket und sind durch das Baukasten-Prinzip flexibel an verschiedene Anwendungen anpassbar. Für Motoren, die weniger empfindlich sind, ist die Motordrossel separat erhältlich. Auch bei der Montage der Filter im Schaltschrank haben Maschinen- und Anlagenbauer viele Freiheiten. Fischer: "Die High-Speed Filter der Z2 Serie weisen einen Wirkungsgrad von mehr als 99,9 Prozent auf und verringern die oberwellenbehafteten Verluste im Motor erheblich. Nicht zuletzt wird das EMV-Verhalten des Gesamtantriebs durch die Filter verbessert und Leitungslängen von über 100m werden ermöglicht."
Im Vergleich zu Multilevel-Umrichtern erreichen Anwender mit dem KEB-System bestehend aus Drive Controller und Sinusfilter einen höheren Systemwirkungsgrad bei vergleichbaren oder sogar niedrigeren Kosten und einer erhöhten Performance im Feldschwächebereich. Das individuell anpassbare Zusammenspiel von High-Speed Drive und Sinusfilter sorgt in der Praxis nicht nur für eine präzise Antriebsregelung und eine hohe Energieeffizienz, sondern erhöht auch spürbar die Lebensdauer von Turboblowern, Radialverdichtern und vielen weiteren Anwendungen.
Luftgekühlte Variante und Parallelschaltung
Um den Einsatz der Drives in noch mehr Anwendungen zu ermöglichen, hat KEB sein Portfolio erweitert. Neben der flüssigkeitsgekühlten Version, sind die High-Speed Umrichter künftig auch als luftgekühlte Variante erhältlich. Sie leisten bis zu 355kW und erreichen wie die wassergekühlte Variante eine Maximalschaltfrequenz bis zu 16kHz.
In einigen Anwendungsgebieten wie etwa Gasexpandern, bei denen aus Prozessgas elektrische Energie hergestellt wird, sind zum Teil höhere Leistungen bis in den MW-Bereich gefordert. Die Lösung hierfür besteht in der Parallelschaltung von bis zu drei High-Speed Drives. So lassen sich Leistungen im MW-Bereich realisieren und die Voraussetzungen für den Einsatz in leistungsintensiven Applikationen mit hohen Drehzahlen schaffen.
Wo Motoren mit besonders hohen Drehzahlen laufen, dürfen sie nicht fehlen: High-Speed Drives von KEB Automation. Sie sorgen in Hochgeschwindigkeitsapplikationen wie Turboblowern oder Werkzeugspindeln dafür, dass Motoren 100.000U/min oder mehr erbringen. Im Zusammenspiel mit der passenden Filtertechnologie entstehen Systemlösungen, die in Kläranlagen, Werkzeugmaschinen oder in der Lebensmittelherstellung ihr ganzes Können zeigen.
Bild: KEB Automation KGEin Blick auf die Zusammenarbeit von KEB und einem Hersteller von Druckluftkompressoren zeigt auf, wie der konkrete Einsatz der Drives aussehen kann. "Gemeinsam haben wir eine High-Speed Lösung entwickelt, die für den Antrieb eines zweistufigen Schraubenverdichters ausgelegt ist.Bild: KEB Automation KG
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Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 11 (Oktober) 2025 - 22.10.25.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
