Im Verbundnetz der westeuropäischen Länder herrscht Einigkeit. Die Netzfrequenz beträgt 50 Hertz, Abweichungen sind nur in sehr geringem Maß zugelassen. Das osteuropäische Verbundnetz toleriert Abweichungen von bis zu einem Hertz. Betrachtet man das ausserkontinentale Umfeld, sehen die Versorgungswerte völlig anders aus. Die USA und Japan als prominente Beispiele nutzen 60 Hertz und völlig unterschiedliche Spannungen, in Mexiko und Marokko z.B. sind es 127Volt. Das mag den urlaubsreisenden Mitteleuropäer nur marginal stören, für einen deutschen Maschinenbauer sind solche Gegebenheiten ein massives Exporthindernis. Mit der falschen Netzspannung lässt sich keine Maschine kompatibel betreiben. Antriebe laufen bei 60 Hertz schneller, Transformatoren und Netzteile sind unter Umständen falsch dimensioniert. Ignorieren ist also keine Alternative. Für viele Hersteller bot sich nur die Option, eine auf das entsprechende Landesnetz zugeschnittene, aufwendige Export-Variante der Maschinen zu entwickeln und zu produzieren. Dies erschwert die Lagerhaltung und sorgt für komplexere Serviceabläufe, weil mehr Komponenten benötigt werden. USV als Problemlöser Auch bei Riedel Transformatorenbau stand man vor dem Problem, Maschinen unterschiedlichster Art für den Einsatz mit anderen Netzparametern fit zu bekommen. Unterschiedliche Spannungen sind dabei kein Problem, mit den eigenen Transformatoren lassen sich Eingangs- und Ausgangsspannungen von bis zu 1000 Volt bewältigen. Für variable Frequenzbereiche suchte Riedel allerdings nach einer Lösung. Handelsübliche Umrichter waren meist nicht hochwertig genug. Die Form der Ausgangsspannung entsprach nicht den hohen Anforderungen, die beispielsweise Computersysteme und Messtechnik innerhalb der Maschinensteuerung stellten. Wenn die Anlagen hinter einem Umrichter mit Pulsweitenmodulation (PWM) arbeiten, entstehen dabei auch enorme EMV-Störungen. Eine Glättung dieser Störungen über passive LC-Glieder brachte nur unzureichende Ergebnisse und kam schon deswegen nicht in Frage, weil sie nicht im Leerlauf funktioniert (Sinusform des Netzes). Die Lösung fand Riedel Trafobau bei einem Hersteller von unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV). Die USV-Systeme von Newave sind in der Lage, Frequenzen an ihrem Eingang von 16,7 bis 60Hz zu verarbeiten und eine konstante Ausgangsfrequenz nach Wunsch im gleichen Frequenzbereich zu liefern. Der Vorteil für den Kunden: Die Maschine bleibt in ihrer ursprünglichen unveränderten Form. Es gibt keinen zusätzlichen Aufwand für den Einkauf durch mehr Modelle mit anderer Konfiguration. Theoretisch ist das mit jeder unterbrechungsfreien Stromversorgung der VFI-Klasse möglich. Diese USV-Kategorie der VFI-Klasse erzeugt die Ausgangsspannung komplett synthetisch und kann damit Frequenz und Spannung vollständig kontrollieren. Allerdings sind die möglichen Regelbereiche oft bei weitem nicht so groß wie im Fall von Newave. Normalerweise muss eine USV am Eingang nur Abweichungen von wenigen Hertz korrigieren, auch die Ausgangswerte bewegen sich im Rahmen der Europa-Norm. Ohne spezielle Anpassungen kommt eine solche USV nicht für den Einsatz als Frequenzwandler in Frage. Bei Newave, die schon seit langem in Bereichen wie Schiffsbau oder Eisenbahn aktiv sind, gehören solche Anforderungen zum Standard. Frank Hanisch, Entwicklungsingenieur von Riedel Trafobau erzählt: \“Wir können die USVs von Newave ohne jede Modifikation einsetzen, wir lassen lediglich die Akkus weg, die normalerweise die Ausgangsspannung im Fall eines Stromausfalls liefern würden.\“ Als Bonus lässt sich die Ausfallsicherung über die Akkus – selbst bei hohem Leistungsbedarf – nutzen. So ist es bei Druckstraßen schon ausreichend, den Stromausfall für ein paar Minuten zu puffern, bis die Papierbahn durchgelaufen ist. Leistung nach Maß Die meisten Kunden von Riedel Trafobau nutzen die USV als Vorschaltgerät für den Export nach dem Muster Transformator – USV – Maschine. Bosch beispielsweise verwendet diese Konfiguration mit einer Leistung von 250kVA, um im Ausland eine komplette Taktstraße mit Industrierobotern zu steuern. Die Newave USV bringen eine ganze Reihe von Eigenschaften mit, die sich besonders gut für den Einsatz im Maschinenbau eignen. So ist die Skalierbarkeit bis in den Megawattbereich hinaus möglich. Es gibt einschubmodular aufgebaute USV-Systeme, deren Leistungsmodule einzeln ergänzt und aufgerüstet werden können. Alle Systeme lassen sich durch externes Parallelschalten in ihrer Leistung erweitern, die Grenzen werden nur durch den Platzbedarf gesetzt. Je weniger Platz eine USV in Anspruch nimmt, desto leichter lässt sie sich in die Anlage integrieren. Und weil auch die USV einen Defekt haben kann, hat eine kleine, kompakte USV bei der Wartung Vorteile. Systeme wie die Newave Conceptpower DPA sind transformatorlos aufgebaut und bringen durch den nicht notwendigen Transformator deutlich weniger Gewicht auf die Waage. Aufgrund des modularen Aufbaus muss im Fehlerfall nicht das komplette Gerät, sondern nur ein Modul getauscht werden. Die Leistungsmodule sind relativ leicht und ohne spezielle Hilfsmittel wechselbar – eine Eigenschaft, die besonders von weltweit agierenden Maschinen- und Anlagenbauern geschätzt wird. Die Logistik spielt bei solchen Einsatzbereichen generell eine große Rolle. Die Produkte müssen vom USV-Hersteller zum Systempartner transportiert und – noch wichtiger – die Verfügbarkeit durch schnelle Reparaturen (Mean-Time-to-Repair) garantiert werden. Im Fall von einschubmodularen USV-Systemen wie sie Newave anbietet, ist dieses Problem besonders elegant gelöst. Systempartner und Kunde müssen keine Ersatzteile zur Reparatur der USV vorhalten, sondern tauschen einfach das komplette Modul aus. Die Systeme können n+1 redundant ausgeführt werden, der Verlust eines Moduls hat keine Auswirkung auf den Betrieb der Anlage und eine Reparatur ist durch das Einschieben des neuen Moduls – eine Sache von zehn Minuten – für den Kunden abgeschlossen. So erübrigt sich ein eigenes, kostspieliges Servicenetz mit Technikern. Eine Störung lässt sich durch den Modultausch in wenigen Minuten beheben, auch durch ungeschultes Personal. Prüfen und testen
Newave SA
