Parker Pumpen

Welche Parker Pumpen zum Einsatz kommen sollen, ermittelt der DriveCreator, ein Software-Tool zur Ermittlung energieeffizienter Anwendungen der Komponenten.

Das anwendungs- und energiebedarfsoptimierte Design einer hydraulischen Druckversorgung stellt eine komplexe Aufgabe dar, bei der das System aus Pumpe, Elektromotor und gegebenenfalls Frequenzumrichter besteht. Diese Systeme durchfahren während des Maschinenzyklus‘ vielfältige Betriebspunkte mit variierenden Arbeitspunktwirkungsgraden.

Das Ziel einer optimalen Auslegung ist die Minimierung der Gesamtverluste während des Maschinenzyklus‘ unter Berücksichtigung der arbeitspunktabhängigen Wirkungsgrade von Pumpe, Motor und Frequenzumrichter. Da dieses Ziel nicht mit der Trial- and Error-Methode zu erreichen ist, hat Parker das intelligente Software-Tool Parker-DriveCreator als für registrierte Kunden zugänglichen integralen Bestandteil des Parker-Kits „Drive controlled Pumpe“ entwickelt.

Die Verwendung dieses Tools ermöglicht einen Vergleich der verschiedenen Motorpumpenkombinationen und die direkte Kalkulation potenzieller Einsparungen bei einer drehzahlvariablen Lösung der antriebsgeregelten Pumpe gegenüber einem konventionellen System mit konstanter Drehzahl. Auf der Grundlage des anwendungsspezifischen Betriebszyklus‘ der Anwendung zeigt das im Internet zugängliche Programm alle in Frage kommenden Komponenten (Motor, Pumpe, Frequenzumrichter) zur Auswahl an.

Einfach alle angedachten Komponenten eingeben und die energieeffizienteste Auslegung kombinieren.

Einfach alle angedachten Komponenten eingeben und die energieeffizienteste Auslegung kombinieren.

Für jede hinterlegte Komponente des Systems werden die energetischen Verluste in allen Betriebspunkten des vorgegebenen Arbeitszklus‘ berechnet und für den kompletten Betriebszyklus aufgezeigt.

Die Interaktionen zwischen den verschiedenen Elementen des Antriebssystems können einfach visualisiert werden. Betriebspunkte mit hohen Verlusten oder Leistungsspitzen können einfach ermittelt und gegebenenfalls weiter verbessert werden. So können die jeweiligen Merkmale der Komponenten wie die Spitzenlast des Motors besser genutzt werden. Basierend auf dieser Zyklusbetrachtung werden der elektrische Strom- und Leistungsbedarf aus dem Versorgungsnetz sowie der Energieverbrauch für den Maschinenzyklus errechnet und protokolliert.

Dabei können beispielsweise Stromspitzen reduziert werden, die durch hohe Beschleunigungen des Pumpenstrangs verursacht werden. Hinsichtlich des Gesamtenergieverbrauchs ist es häufig sinnvoller, den vorübergehend nicht verwendeten Volumenstrom kurzzeitig verlustbehaftet über ein Ventil abzuführen, statt den gesamten Pumpenstrang hohen Beschleunigungen und Verzögerungen auszusetzen.

Falls ein kostengünstiger Induktionsmotor mit Eigenkühlung verwendet wird, muss die reduzierte Kühlleistung des Motors bei niedriger Drehzahl berücksichtigt, das maximale Motordrehmoment gesenkt werden. Wenn die Mindestdrehzahl des Motors in kritischen Betriebspunkten ansteigt, kann dieser Motor mit kleinen zusätzlichen Verlusten trotzdem verwendet werden. fa

Autor: Dr. Klaus Roosen, Parker Hannifin

Die Spitzenlast des Motors nutzen

Dr. Roosen

Dr. Klaus Roosen ist als Systems Engineering Manager bei Parker Hannifin in Kaarst tätig. Bild: fluid/fa

KURZINTERVIEW:Dr. Klaus Roosen, Systems Engineering Manager, Parker Hannifin

fluid: Wann ist es überhaupt sinnvoll, eine drehzahlveränderte Pumpe einzusetzen?

In Spannfunktionen fährt man mit Speicherladeaggregat mit Abschaltbetrieb häufig energetisch günstiger. Bei Transportbewegungen mit hoher Volumenstromvariabilität ist es meist sinnvoller, drehzahlveränderbar zu arbeiten. Welches Konzept das Beste ist, kann man mit dem DriveCreator schnell vergleichen.

fluid: Welche Daten müssen bekannt sein?

Für eine vernünftige Auslegung muss der Maschinenzyklus bekannt sein. Dann kann man entsprechend die Pumpen und Motorenauswahl und auch den Frequenzumrichter variieren. Somit kann man berechnen, welches Konzept welche Energie benötigt.

Durch die genaue Kenntnis aller hinterlegten Komponenten sind wir in der Lage, zum Beispiel für einen bestimmten Maschinenzyklus dann auch geplant kurzzeitig den Elektromotor um Faktor 2 zu überlasten, und somit auch kleinere Motoren oder Pumpen einzusetzen, indem man die Drehzahl erhöht.

fluid: Wie wird der Anwender bei der Projektierung unterstützt?

Das Tool wird von unserem Systemingenieur beim Kunden vor Ort eingesetzt. Wir klären gemeinsam mit dem Kunden das Anforderungsprofil der Maschine und spielen dann die verschiedenen Variationen durch.

fluid: Welche Komponenten sind denn in der Datenbank hinterlegt?

Es sind Industriemotoren hinterlegt, also Asynchronmotoren in verschiedenen Effizienzklassen und Permanent-Magnet-Synchronmotoren also Servomotoren, die für höhere Beschleunigungen nutzbar sind und einen höheren Wirkungsgrad als Komponente liefern.

Die Fragen stellte Ingrid Fackler, Redaktion