Aerzen setzt auf Hybrid-Motorstarter von Phoenix Contact

Aerzen gehört international zu den führenden Herstellern von Maschinen zur Förderung und Verdichtung von Gasen. Das Produkt-Portfolio beinhaltet unter anderem Drehkolbenverdichter und -gebläse, Turbogebläse, Schraubenverdichter und Gaszähler. Sie werden unter anderem in der Chemie- und Verfahrenstechnik, Schüttgutindustrie, Druckluft-, Umwelt-, Prozessgas-, Stahlwerks-, Kälte- und Klimatechnik sowie im maritimen und Biogas-/Biomethan-Umfeld verwendet.

Förderung im Druckbereich bis 1,5 bar

Aerzen ist mit den Anlagen der neuen Baureihe Delta Hybrid laut Phoenix Contact Electronics eine derzeit weltweit einmalige Neukonzeption gelungen. Bisher ließen sich mit herkömmlichen Drehkolbengebläsen nur Drücke bis ein bar Höchstdruck erzielen. Darüber mussten Schraubenkompressoren genutzt werden, die einstufig aber für höhere Drücke von 2 oder 3,5 bar ausgelegt sind. Sie erweisen sich damit für sehr niedrige Drücke bauartbedingt als zu aufwändig und daher in der Investition zu teuer. Hier hat Aerzen erfolgreich den Hebel angesetzt. Das Unternehmen baut seit 1868 Drehkolbengebläse und seit 1943 Schraubenverdichter. Mit den neuen ölfrei verdichtenden Delta-Hybrid-Aggregaten wurde eine Symbiose geschaffen, welche die Vorteile beider Systeme in idealer Weise vereinigt. Dabei tendieren die Anlagen für niedrigere Drücke eher zu einem Gebläse, für höhere Drücke zu einem Schraubenverdichter.

Die neuen Delta-Hybrid-Anlagen sind für alle Einsatzfälle konzipiert worden, bei denen Luft und neutrale Gase im Druckbereich bis 1,5 bar gefördert werden müssen, wie zum Beispiel in Kläranlagen, in der chemischen Industrie, der Kraftwerkstechnik oder zum Transport und zum Entladen staubförmiger Güter. Die neue Drehkolbenverdichter-Baureihe wurde bereits seit drei Jahren in einem groß angelegten Feldversuch in verschiedenen Branchen bei Aerzener Kunden mit Neubedarf unter harten Praxisbedingungen erfolgreich getestet und zur Marktreife entwickelt. Die Aerzener Fernüberwachung RAT hat sämtliche Feldtest-Anlagen detailliert und kontinuierlich überwacht.

Verlängerung der Lebensdauer

Die Hybrid-Motorstarter-Technologie von Phoenix Contact kombiniert verschleißfreie Halbleiter- und robuste Relais-Technik, die von einem Mikrocontroller gesteuert werden. Während die Halbleiter die Ein- und Ausschaltvorgänge der Motoren übernehmen, führen die Relaiskontakte den Strom verlustfrei. Daraus resultieren ein schonendes Schalten sowie eine erhebliche Entlastung der Relaiskontakte. Dieser Ansatz spart aufwändige und teure Kühlkörper ein.

Außerdem verlängert sich die Lebensdauer der Hybrid-Motorstarter im Vergleich zu rein elektromechanischen Schaltgeräten (Schützen) um den zehnfachen Wert. Ferner reduziert die integrierte interne Last- und Verriegelungsschaltung den Verdrahtungsaufwand deutlich, da für den Hauptstromkreis lediglich sechs Anschlüsse verbunden werden müssen. Vier auf der Frontseite der Motorstarter angebrachte LEDs zeigen den Gerätestatus – also Betriebsspannung, Rechts- und Linkslauf sowie Error – in unterschiedlichen Farben an. Hier lässt sich auch der Motornennstrom stufenlos einstellen. Zudem beinhaltet der Motorstarter einen potentialfreien Wechslerkontakt, der eine Fehler-Rückmeldung beispielsweise in die Leitstelle ermöglicht.

Als Aerzen kompakte Komponenten für die Gasförder- und -Verdichtungsmaschinen suchte, wurde das Unternehmen auf die Hybrid-Motorstarter von Phoenix Contact aufmerksam. Denn die Geräte verringern nicht nur den Platzbedarf und die Kosten, sondern sind technisch ebenfalls gut auf die Anforderungen des Maschinenbauers abgestimmt.

Schalt- und Motorschutzfunktionen

Aerzen setzt die Hybrid-Motorstarter unter anderem in den Drehkolbenverdichtern der Baureihe Delta Hybrid ein. Die Maschinen vereinen die Vorteile von Gebläsen und Verdichtern in einer Anwendung. Das bedeutet, dass sie gleichzeitig ein hohes Druckvolumen und einen hohen Druck liefern können. Darüber hinaus zeichnen sich die Delta-Hybrid-Verdichter durch eine besondere Energieeffizienz, reduzierte Life-Cycle-Kosten, hohe Langlebigkeit und Zuverlässigkeit sowie zu hundert Prozent öl- und absorptionsmaterialfreie Prozessluft aus. Die Lebenszykluskosten eines Kompressors setzen sich zu rund neunzig Prozent aus Energiekosten zusammen. Hier sparen die innovativen Drehkolbenverdichter Delta Hybrid von Aerzen bis zu fünfzehn Prozent Energie ein, sodass der Return on Invest (ROI) – abhängig vom Volumenstrom und Druck – bereits nach zwei Jahren erreicht werden kann.

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In den Delta-Hybrid-Anlagen übernimmt jetzt der Hybrid-Motorstarter ELR H3-IES-SC-24DC/500AC-2 das Schalten des Schallhaubenlüfters inklusive des Motorschutzes. Der Axiallüfter sorgt für die Kühlung des Hauptmotors und der Nebenaggregate. In der Vergangenheit wurde diese Anforderung mit mechanischen Schützen und einem Motorschutzschalter umgesetzt. Neben einem entsprechend großen Schaltschrank führte dies zu höheren Kosten. Weil das Gehäuse des Hybrid-Motorstarters lediglich 22,5 Millimeter breit ist, benötigt die Komponente deutlich weniger Platz, denn sie kombiniert vier Funktionen in einem Gerät. Die Hybrid-Motorstarter überzeugen ferner durch eine einfache Montage der Module, weniger Verdrahtungsaufwand und den einstellbaren Motorschutz, der den Motor gegen eine mögliche Überlast absichert. Im Vergleich zu mechanischen Schützen gewinnt die Lösung von Phoenix Contact auch durch die schon erwähnte zehnfach höhere Lebensdauer.

Für vielfältige Anwendungen

Ein weiterer Vorteil des Hybrid-Motorstarters ergibt sich daraus, dass das Gerät den Motor je nach Bedarf bis zur höchsten Sicherheitskategorie PL e und SIL 3 sicher abschaltet. In den Schraubenverdichtern Delta Screw von Aerzen, die über einen 400-VAC-Ölnebelabscheider verfügen, wird ein zusätzlicher Hybrid-Motorstarter genutzt. Der Ölnebelabscheider, der über einen Flansch mit dem Getriebegehäuse verbunden ist, zieht den Ölnebel durch Unterdruck aus dem Ölraum. Aufgrund der Zentrifugalwirkung kondensiert das Öl und fließt dann durch das Saugrohr zurück in den Ölraum.

Den Verwendungsmöglichkeiten des Hybrid-Motorstarters sind fast keine Grenzen gesetzt. Im Maschinen- und Anlagenbau gehören beispielsweise die Planung und Sicherstellung eines zuverlässigen Betriebs zu den Standard-Aufgaben der Hersteller. Neben der Auswahl geeigneter Komponenten und Systeme erweist sich hier die Realisierung einer sicheren Motoransteuerung als entscheidenden Faktor. In diesem Umfeld spielt der Hybrid-Motorstarter seine Stärken aus, indem er durch seine Zuverlässigkeit zu einer hohen Anlagenverfügbarkeit beiträgt, wie dies bei Aerzen der Fall ist.

Ansteuerung direkt durch die SPS

Die Produktfamilie der Hybrid-Motorstarter von Phoenix Contact kann Motoren bis vier Kilowatt (drei mal neun Ampere) starten und reversieren sowie eine Not-Halt-Funktion bis Kat. 3, PL e und SIL 3 übernehmen. Im Vergleich zu mechanischen Schützen zeichnen sich die Module außerdem durch eine zehnfach höhere Lebensdauer und die damit verbundenen geringeren Wartungskosten aus. Eingebaute Schutzbeschaltungen sorgen dafür, dass die Hybrid-Motorstarter selbst in rauer Industrieumgebung zuverlässig schalten.

Wegen der geringen Stromaufnahme der Steuereingänge lassen sich die Geräte direkt durch die SPS ansteuern. Ferner reduzieren sie den erheblichen Platzbedarf und Verdrahtungsaufwand von Standard-Lösungen um bis zu 75 Prozent. Die Hybrid-Motorstarter sind in verschiedenen Varianten erhältlich, sodass der Anwender seine Applikation technisch und wirtschaftlich ausführen kann. Zulassungen wie Atex, Germanischer Lloyd und UL erlauben die Verwendung in vielen industriellen Bereichen. Dennis Hubel stellt abschließend fest: „Aufgrund der Vorteile, die sich durch die Nutzung der Hybrid-Motorstarter ergeben, sowie der guten Erfahrungen, die wir mit den Geräten gemacht haben, kommen sie auch in unseren zukünftigen Projekten zum Einsatz.“ bf