Prüfinstitut für Antriebssysteme

Marktuntersuchung im Auftrag des Bundesamtes für Energie und in Zusammenarbeit mit Hochschulen der Schweiz.

Prüfablauf

1. Motorenprüfung

2. Umrichterprüfung

3. Systemprüfung

4. Weitere Leistungen

Prüfinstitut

Fragebogen


Bild 1) Struktur des Prüfaufbaus


Ausgangslage:  Die elektrischen Antriebssysteme sind im Gegensatz zu den Normmotoren schwer untereinander vergleichbar. Anbieter und Anwender treiben einen hohen Aufwand für Vergleiche und halten die Ergebnisse unter Verschluss.
Ziel: Die wesentlichen Leistungsdaten der weltweit verfügbaren Antriebssysteme sollen einheitlich gemessen und veröffentlicht werden.
Lösung: Ein unabhängiges Institut spezialisiert sich auf die neutrale Prüfung von Antriebssystemen:
- Hohe Prüfqualität (Fachleute, Laboreinrichtung)
- Tiefe Prüfkosten (Automatisierung, Mengeneffekt)
- Breite Veröffentlichung (Fachzeitschriften, Internet)

Wenn die Auswertung dieser Marktuntersuchung (beiliegender Fragebogen) ein ernsthaftes Interesse zeigt, wird ein Prüfinstitut für Antriebssysteme innerhalb eines Jahres operativ tätig sein. Es ist alles schon vorhanden (Fachleute, Komponenten, Systeme), es muss nur noch zusammengefügt werden.


Prüfablauf

Jeder Prüfling wird zuerst identifiziert: Auftraggeber, Hersteller, Fabrikationsnummer, Foto, Kenndaten (Gewicht, Leistung, Spannung, Preis, ...). Jede Prüfung wird nach dem Grundprinzip der wissenschaftlichen Nachvollziehbarkeit (akkreditiertes Labor) durchgeführt.

Der Auftraggeber kann bei der Prüfung anwesend sein. Über jede Prüfung gibt es einen vollständigen Prüfbericht (deutsch und englisch) für den Auftraggeber. Er kann innerhalb von 30 Tagen entscheiden, ob die Ergebnisse veröffentlicht werden.


1. Motorenprüfung (bei Umgebungstemperatur)

Überprüfung der EC und CEMEP Standards eff1, eff2 und eff3 für Normmotoren.

a) Leerlauf: Strom in Funktion der Spannung, Leerlaufverluste bei Nennspannung
b) Nennpunkt: Wirkungsgrad, Nenndrehzahl, thermische Zeitkonstante, Wicklungstemperatur
c) Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie bei Nennspannung, Strom- und Leistungsaufnahme
d) Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie bei Teilspannung (Sternschaltung)

Prüfobjekt Nenn-
leistung
Nenn-
spannung
Nenn-
strom
Leistungs-
faktor
Nenn-
drehzahl
Wirkungs-
grad
Leerlauf-
anteil
Maximal-
moment
Minimal-
moment
Übertem-
peratur
Leistungs-
preis
Symbol Pn Un In cosjn nn Pn/Pel Po/Pn Mmax/Mn Mmin/Mn DJn Preis/Pn
Einheit kW P*V A - U/min % % % % °K €/kW
ASM-00013 5.5 3*400 12.1 0.83 1450 85.4 7.2 325 230 85 60
ASM-00053 5.5 3*400 11.8 0.80 1455 86.4 7.6 315 180 92 65
ASM-00215 5.5 3*400 12.4 0.84 1457 87.7 6.8 345 245 95 68

Tabelle 1) Auswahl der Zusammenfassung von 4-poligen 5,5 kW Asynchronmotoren


2. Umrichterprüfung (bei 40 °C Umgebungstemperatur)

Für die Umrichterprüfung werden der institutseigenen 4-poligen Normmotoren der entsprechenden Leistung verwendet. Der Wirkungsgrad des Umrichters wird um den des Motors im Netzbetrieb korrigiert (Zusatzverluste im Motor gehen auf das Konto des Umrichters).

Die vom Hersteller gelieferten Zubehörteile (Filter Klasse B, Drosseln, Chopper ...) werden mitgeprüft. Das Motorkabel ist geschirmt, 4-adrig und 10 m lang.

Die Prüfung wird mit der Werkseinstellung und über den Analogeingang vorgenommen.

a) Leerlauf: Einschaltstrom, Leerlaufverlust, Reaktionszeit auf Einschalt- und Startbefehl
b) Belastung: Nennmoment bei 90% Spannung (45 Hz) für mindestens 60 Minuten
c) Überlast: 150% Nennmoment bei 90% Spannung (45 Hz) für 60 Sekunden
d) Nennpunkt: Netzstrom, Oberwellen, Wirkungsgrad
e) Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie bei Sollwert 100% (Motorbetrieb) und 0% (Bremsbetrieb)
f) Minimaldrehzahl für Nennmoment (Momentpulsation < 10%)

Prüfnummer Nenn-
leistung
Nenn-
spannung
Netz-
strom
Ober-
wellen
Wirkungs-
grad
Leerlauf-
anteil
Maximal-
moment
Brems-
moment
Anlauf-
moment
Minimale
Drehzahl
Leistungs-
preis
Symbol Pn Unetz Inetz I1/Inetz Pn/Pnetz Po/Pn Mmax/Mn Mmax/Mn Ma/Mn n(Mn)/no

Preis/Pn

Einheit kW P*V A % % % % % % % €/kW
NFU-00254 5.5 3*400 13.7 85 96.4 3.2 160 60 85 1.2 140
NFU-00816 5.5 3*400 14.8 87 97.2 3.6 155 43 98 3.5 138
NFU-00089 5.5 3*400 15.2 86 96.3 2.8 175 108 112 2.4 152

Tabelle 2) Auswahl der Zusammenfassung von 5,5 kW Frequenzumrichter


3. Systemprüfung (bei 40 °C Umgebungstemperatur für das Steuergerät)

Die Systemprüfung ist ähnlich wie die Umrichterprüfung, der Motor mit konfektionierten Kabel wird aber vom Auftraggeber mitgeliefert.

Der Auftraggeber kann die Antriebsparameter vor der Prüfung optimal einstellen.

Zusätzlich zum Standard der Umrichterprüfung werden folgende Funktionen überprüft:
a) Frequenzgang des Drehzahlregelkreises (Bodediagramm)
b) Drehzahlverlauf bei minimaler Reversierzeit, Momentpulsation
c) Genauigkeit und Auflösung der Momentsteuerung und Drehzahlregelung

Prüfnummer Nenn-
leistung
Nenn-
spannung
Nenn-
moment
Ober-
wellen
Wirkungs-
grad
Leerlauf-
anteil
Maximal-
moment
Maximal-
drehzahl
Moment-
pulsation
Grenz-
frequenz
Leistungs-
preis
Symbol Pn Unetz Mn I1/Inetz Pn/Pnetz Po/Pn Ma/Mn nmax/nn DM/Mn fg Preis/Pn
Einheit kW P*V Nm % % % % % % Hz €/kW
PSM-00415 5.5 3*400 27.3 85 82.4 11.2 242 105 5.2 55 340
PSM-00133 5.5 3*400 26.8 86 78.2 10.6 308 114 3.5 68 328
PSM-00388 5.5 3*400 26.4 88 86.3 9.8 370 122 2.4 92 395

Tabelle 3) Auswahl der Zusammenfassung von 5,5 kW Antriebssystemen


4. Weitere Leistungen

Das Institut kann weitere Antriebsgrössen im Labor oder beim Kunden messen sowie bei der Antriebsauslegung Unterstützung leisten:
a) Messung der Leistungsaufnahme und Lastkennlinie von Maschinen und Anlagen
b) Messungen nach Wunsch des Auftraggebers (Schall, Temperatur, Schwingungen usw.)
c) Optimale Auslegung von Antrieben mit OPAL (Software mit grosser Antriebsdatenbank)


Prüfinstitut

Für das Prüfinstitut hat die Vertrauenswürdigkeit und Nützlichkeit die oberste Priorität:

Transparenz: Die Identität der Aktionäre, Verwaltungsräte, der mindestens drei festangestellten Fachleute und der Partner (vor allem aus dem Bereich der Hochschulen) wird offen gelegt.
Qualität:  Als akkreditierte Prüfstelle wird an der Entwicklung von aussagekräftigen Prüfverfahren und Methoden zur Veranschaulichung gearbeitet.
Finanzierung: Das Kerngeschäft ist die von Auftraggeber bezahlte Prüfung von Antriebssystemen und die Veröffentlichung der Ergebnisse. Daneben kann das Prüfinstitut im Bereich der Aus- und Weiterbildung tätig sein.
Sicherheit:  Prüflinge werden nicht ausspioniert (Blackbox). Der Auftraggeber kann die Existenz eines Prüflings und die Prüfresultate für geheim erklären.
Neutralität:  Der Auftraggeber kann keinen Einfluss auf die Prüfresultate ausüben. Das Prüfinstitut gibt keine Empfehlungen für Produkte oder Hersteller ab.

Fragebogen

Firma:  
Kontaktperson: _________________________________  Datum: _________________
Hauptinteresse: O Verkaufsförderung, O Problemlösung, _________________________
Motorenprüfung Richtpreis 1000 Fr. + 10 Fr./kW
Art der Motoren: O Asynchronmotoren, ________________________________________
Art der Prüfung: O Kennline, O Thermisch, O Mechanisch, ________________________
Leistungsbereich:
Prüfbedarf: _______ Motoren für total _____________ Fr. Prüfkosten pro Jahr   
Umrichterprüfung Richtpreis 1500 Fr. + 10 Fr./kW
Art der Umrichter: O U/f-Umrichter, O Vektorregelung, ________________________
Art der Prüfung: O Kennline, O Elektrisch, O Thermisch, _____________________
Leistungsbereich:
Prüfbedarf: _______ Umrichter für total _____________ Fr. Prüfkosten pro Jahr 
Systemprüfung Richtpreis 2000 Fr. + 10 Fr./kW
Art der Systeme: O SM-Servo, O ASM-Servo, O DC-Servo, ____________________  
Art der Prüfung: O Kennline, O Thermisch, O Regelung, _______________________
Leistungsbereich:
Prüfbedarf: _______ Systeme für total _____________ Fr. Prüfkosten pro Jahr 
Weitere Prüfungen Richtpreis 200 Fr. pro Stunde
Ort der Prüfung: O Institut, O Hersteller, O Anwender,  ___________________________
Art der Prüfung: O Lastkennline, O Antriebskennline, _____________________________
Beratungsleistung: O Antriebsauslegung mit OPAL, ________________________________
Bedarf: _______ Strunden für total _____________ Fr. pro Jahr 
Bemerkungen:

 

Anregungen und
Bemerkungen 
werden
begrüsst.

 

 


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