Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Explosionsschutzkonzept verspricht riesige Energieeinsparungen

17.06.2008
Für seine innovativen Ideen erhält der PTB-Wissenschaftler Christian Lehrmann den Adolf-Martens-Preis 2008

Mehr als 100 Millionen Euro Energiekosten könnten in deutschen Chemie- und Petrochemieunternehmen eingespart werden, wenn in Zukunft die Zulassungsprüfungen von explosionsgeschützten Motoren und der dazugehörigen Frequenzumrichter voneinander getrennt ablaufen könnten.

Für das entsprechende Konzept, mit dem unnötige Prüfungen des gesamten Systems (Motor plus Umrichter) vermieden werden, erhält Christian Lehrmann, Ingenieur bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), den Adolf-Martens-Preis 2008 für Sicherheitstechnik, Arbeitsschutz und verwandte Bereiche.

Frequenzumrichtergespeiste Antriebe erobern sich in der industriellen Antriebstechnik immer breitere Einsatzgebiete. Im Vergleich zu netzgespeisten Motoren lässt sich mit ihnen beim Antrieb von Strömungsmaschinen viel Energie einsparen. Außerdem kann man mit ihrer Hilfe Produktionsprozesse optimieren und so die Produktqualität steigern, die Lebensdauer von Produktionsanlagen verlängern und Netzrückwirkungen, die durch Spannungseinbrüche beim Hochlauf größerer Motoren entstehen können, verringern. Zudem ist es oftmals möglich, auf ein Getriebe zu verzichten - ein weiteres Einsparpotential.

Gerade in der Chemie und Petrochemie erfordern viele Anwendungen den Einsatz explosionsgeschützter Antriebe. Daher wollen Anlagenbetreiber frequenzumrichtergespeiste Antriebe möglichst flexibel und kostengünstig auch in explosionsgefährdeten Bereich einsetzen können - natürlich unter Einhaltung eines hohen Sicherheitsstandards.

Das bisherige Explosionsschutzkonzept für umrichtergespeiste Antriebe der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" war sehr unflexibel und aufwendig, da eine Prüfung des Umrichters immer zusammen mit der Maschine, mit der er später betrieben werden soll, erfolgen musste. Dies ist besonders bei Großmaschinen sehr zeit- und kostenintensiv. Als gravierender Nachteil wird dieses besonders unter dem Aspekt der unterschiedlichen Produktzyklen und Lebensdauern von Motor und Umrichter angesehen. Während ein Motor oftmals 20 Jahre oder gar noch länger im Einsatz betrieben wird, befinden sich Umrichter in einem kontinuierlichen technologischen Veränderungsprozess.

Der Gedanke, die Zertifizierung des Motors vom Umrichter zu trennen, war dann genauso folgerichtig wie entscheidend für den technischen und wirtschaftlichen Erfolg. Allein bei einem großen Chemieunternehmen liegt das Einsparungspotenzial an elektrischer Energie im oberen zweistelligen Euro-Millionenbereich, nicht gerechnet eingesparte Wartungsmaßnahmen und Exporterlöse deutscher Anlagenbauer.

Weil sein "Explosionsschutzkonzept für umrichtergespeiste Antriebe der Zündschutzart Erhöhte Sicherheit" den Weg frei gemacht hat für enorme wirtschaftliche Einsparungen insbesondere in der chemischen und verfahrenstechnischen Industrie, und zwar bei einem mindestens gleich hohen Sicherheitsstandard, erhält Christian Lehrmann den Adolf-Martens-Preises 2008 für "Sicherheitstechnik, Arbeitsschutz und verwandte Gebiete".

Der Explosionsschutz von Antrieben großer Leistung zielt vorrangig auf die Vermeidung (belastungsabhängiger, aber auch -unabhängiger) heißer Stellen im Motor, die als Zündquelle einer Explosion wirken können. Im Rahmen seiner Forschungsarbeiten führte Lehrmann umfangreiche experimentelle Arbeiten zur Maschinenerwärmung durch. Sein besonderes Interesse galt dabei den lastunabhängigen Oberschwingungsverlusten, die über induzierte Wirbelströme zu einer Erwärmung der Maschine führen. Dabei gelang es ihm, über die Messung der elektrischen Maschinenimpedanz die Dissipationsenergie zu berechnen.

Die zweite wichtige Säule war die sehr anspruchsvolle experimentelle Bestimmung und Modellierung der drehzahlabhängigen Kühlung bei eigenbelüfteten Maschinen, die Energieabführung. Beides zusammen erlaubt die Vorausberechnung der Erwärmung von Elektroantrieben sowie in Verbindung mit einer drehzahlabhängigen Strombegrenzung eine Begrenzung der Maschinenerwärmung für die Zündschutzart Erhöhte Sicherheit. Die notwendigen Steuerparameter können in einer Motorzulassung unabhängig vom Umrichter dargelegt werden.

(es)

Ansprechpartner:
Dr. Christian Lehrmann, PTB-Arbeitsgruppe 3.72 Explosionsgeschützte elektrische Antriebssysteme, Tel. (0531) 592 3533, E-Mail: christian.lehrmann@ptb.de

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de

Weitere Berichte zu: Antrieb Explosionsschutzkonzept

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Energieproduzierende Fenster stehen kurz bevor
23.02.2017 | University of Minnesota / Università degli Studi di Milano-Bicocca

nachricht Hauchdünn wie ein Atom: Ein revolutionärer Halbleiter für die Elektronik
23.02.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie