Neue Motoren-Baureihe mit integriertem Frequenzumformer für Pumpen

04.04.2013

Der MGE-Motor von Grundfos – eine selbst entwickelte und produzierte Antriebseinheit für Pumpen mit integriertem Frequenzumformer – erfüllt im Standard schon heute die Wirkungsgradanforderungen von IE3. Ab März wird dieser Motor bis zu einer Leistung einschließlich 2,2 kW durch eine besonders effiziente Permanentmagnetmotoren-Baureihe ersetzt.

Neue Motoren-Baureihe mit integriertem Frequenzumformer für Pumpen

Der MGE-Motor von Grundfos – eine selbst entwickelte und produzierte Antriebseinheit für Pumpen mit integriertem Frequenzumformer – erfüllt im Standard schon heute die Wirkungsgradanforderungen von IE3. (Foto: Grundfos)

Diese Motoren übertreffen sogar zusammen mit dem integrierten Frequenzumformer deutlich die Anforderungen der Energieeffizienzklasse Super Premium Efficiency IE4. Grundfos-Kunden erhalten diesen neuen Hocheffizienz-Motor preisneutral zum bisherigen MGE. Schon beim ersten Einschalten ist die Amortisation erreicht und der Betreiber spart sofort Kosten.

Permanentmagnetmotoren zeichnen sich generell durch einen sehr hohen Motorwirkungsgrad aus. Denn dieser Motor benötigt für die Magnetisierung seines Rotors keine zusätzliche Energie – temperaturstabile Hochleistungsmagnete sorgen für die permanente Magnetisierung. Durch die hohe Energiedichte des Rotors kann der Kupfer-Stator wesentlich kleiner ausgeführt werden, was die Ressourcen schont.

So werden gerade bei kleineren Antriebsleistungen gegenüber dem herkömmlich verwendeten Asynchronmotor enorme Wirkungsgradsteigerungen erreicht. Als weitere Besonderheit ist herauszuheben, dass PM-Motoren (sie arbeiten als Synchronmaschinen mit einem Frequenzumformer zusammen) gerade im meist beanspruchten Teillastbereich kaum an Wirkungsgrad einbüßen – anders als ältere Asynchronmotoren, die hier ‚einbrechen‘.

PM-Motoren verbrauchen aufgrund dieser Besonderheiten bis zu 30 Prozent weniger Antriebsenergie als ein herkömmlicher Asynchronmotor. Darüber hinaus arbeitet dieser Motor äußerst leise.

Ein zwingendes Datum für die Einführung von IE4-Motoren gibt die aktuelle Ökodesign-Richtlinie zwar nicht vor (derzeit sind nur Termine für die Einführung von IE3-Motoren fixiert – 2015 bzw. 2017), doch gibt es laut Hersteller heute schon sehr gute Gründe, den neuen Grundfos MGE Motor zu verwenden. Wie beschreiben sind das zum einen Kostengründe: Ein 1,1 kW MGE-Motor erreicht z.B. einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent und liegt damit deutlich über den IE4-Wirkungsgradanforderungen von 85 Prozent. Legt man die aktuelle IE2-Wirkungsgradanforderung zugrunde, weist der 1,1 kW MGE Motor einen 12 Prozentpunkte besseren Wirkungsgrad auf. Zu zweiten weist der MGE-Motor der 3. Generation clevere Funktionalitäten auf, die dem Betreiber das Anpassen der Pumpen in den Prozess erheblich erleichtern.

Wie bisher sind MGE-Motoren mit vorprogrammierten Regelungsarten ausgestattet - beispielsweise ist ein Betrieb unter Konstantdruck möglich, ebenso unter Proportionaldruck. Oder die Pumpe hält ein konstantes Niveau oder Temperatur. Neben den 8 unterschiedlichen Regelungsarten kann der Sollwert von anderen Sensorwerten (z.B. Temperatur, Volumenstrom,…) beeinflusst werden (Funktion Sollwertverschiebung), wodurch die Regelungsflexibilität zusätzlich erhöht wird. Diese vordefinierten Regelungsarten ermöglichen es dem Betreiber, die Pumpe sehr einfach den üblichen Anwendungen anzupassen. Diese bekannten Funktionen wurden nochmals verbessert und erweitert.

Neu sind Zusatzfunktionen wie das Befüllen einer Rohrleitung unter verringerter Förderleistung ohne Gefahr eines schädlichen Druckstoßes, das Abschätzen des Volumenstroms auf der Basis der Drehzahl und des Energieverbrauchs sowie das Abschätzen der spezifisch benötigten Energie in kWh/m³ auf Basis des Förderstroms. Alle diese Funktionen ermöglichen es dem Motor, sich perfekt an die Anlagenverhältnisse anzupassen. Neu ist auch die Mehrpumpen-Funktion, um zwei parallel installierte Pumpen einzeln oder gemeinsam per Funk (GeniAir) zu koppeln und zu betreiben. Ergebnis: Die neuen Funktionen optimieren nicht allein das Pumpensystem, sondern die komplette Installation, was dem Betreiber optimale Prozesslösungen bietet.

Die erweiterte Leistungsfähigkeit der dritten MGE-Generation benötigt keine zusätzliche Hardware, die Installationskosten bleiben auf dem bekannt niedrigen Niveau. In aller Regel sind auch keine weiteren Überwachungsgeräte erforderlich.

Der MGE verfügt über eine interne Bus-Kommunikation via Funk (GeniAir), Verkabelungen (z.B. für ein Doppelpumpensystem) sind überflüssig. Der integrierte Verbindungsassistent stellt schnell und problemlos eine Verbindung zur gekoppelten Pumpe her. Beide Pumpen werden dann entweder im Kaskadenbetrieb, im Wechselbetrieb oder im Arbeits-/Standby-Modus gemeinsam gesteuert. Eine traditionelle GeniBus-Kommunikation via Kabel ist weiterhin möglich.

Mit der App ‚Grundfos Go‘ hat der Installateur eine Fülle von Möglichkeiten, den neuen MGE zu parametrieren oder auszulesen. Die kompletten Einstellungen können als PDF-Dokument abgespeichert und per Mail versendet werden. In dem PDF-Inbetriebnahmeprotokoll können zusätzlich Bilder der Smartphonekamera und die Unterschrift des Endkunden eingebunden werden. Auch können die Einstellungen der Pumpe in Grundfos Go abspeichert oder vorherige Konfigurationszeitpunkte wiederherstellt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, eine Pumpenkonfiguration auf unendlich viele Pumpen in Sekundenbruchteilen zu übertragen – das gibt Sicherheit, spart Zeit und vermeidet Übertragungsfehler.

Eine Auswahl weiterer Neuerungen:

  • CIM-Feldbuskarten können direkt im Motor eingesteckt werden (LON, Profibus-DP, PROFINET (ab 07/2013), Modbus RTU; Modbus TCP (ab 07/2013), SMS/GSM/GPRS, BACnet, Grundfos Remote Management)

  • Über die bis zu drei verfügbaren Analogeingänge können diverse Sensoren angeschlossen werden. Neben den klassischen Sensorsignalen (0-10 V, 0/4-20 mA) verarbeitet der MGE auch ratiometrische Eingangssignale (0,5-3,5 V) - somit können nun auch die preiswerten Grundfos Direct Sensors (Druck, Differenzdruck, Volumenstrom, Temperatur) angeschlossen werden

  • Vielfältige Digitalein-/Ausgänge zur Aktivierung vom Zusatzfunktionen oder Weiterleitung von Meldezuständen

  • Direkter Anschluss des Grundfos LiqTec Trockenlaufschutzsensor

  • interner Trockenlaufschutz über abgespeicherte Pumpenkennlinien

  • höhere zulässige Umgebungstemperatur von 50°C (optional auch 60°C möglich)

  • Erweiterung des Spannungsbereichs von 480V auf 500 V (‚Industriespannung‘)

  • Überwachung, Reaktion und Weiterleitung von externen Sensorsignalen über die noch freien Analogeingänge

  • Zwei PT100/1000 Eingänge zur Regelung oder Überwachung

  • vier verschiedene Bediendisplays (abhängig von der Pumpenbaureihe)

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