Kran

Es handelte sich um einen großen Brückenkran für den Bau, bei dem der Kunde die Modernisierung des ursprünglichen Antriebs für das Verfahren der Last in der X-Achse (vor/zurück entlang der Kranbrücke) wünschte. Ursprünglich war ein dezentraler Frequenzumrichter direkt am Motorgehäuse montiert. Dieses System sollte durch eine neue Lösung ersetzt werden, bei der der Frequenzumrichter in den Hauptschaltschrank des Krans verlegt wird. Der Antrieb bewegte die Last in beide Richtungen und konnte in drei Geschwindigkeitsstufen betrieben werden.

KUNDENANFORDERUNGEN

• Demontage des alten Frequenzumrichters vom Motor
• Einbau des neuen Frequenzumrichters in den Schaltschrank
• Austausch der Leistungs- und Steuerleitungen zwischen Umrichter und Motor
• Programmierung und Inbetriebnahme

AUSTAUSCH UND PROGRAMMIERUNG DES FREQUENZUMRICHTERS

Der erste Schritt der Modernisierung war die Demontage des ursprünglichen Frequenzumrichters Lenze Motec, der dezentral direkt am Elektromotor installiert war. Dieser Motor befand sich am Anfang der Kranbrücke und sorgte für das Verfahren der Last in der X-Achse. An der Stelle des entfernten Umrichters wurde ein Metall-Installationsgehäuse mit Schutzart für den Außeneinsatz montiert, das zugleich den Motorklemmenkasten abdeckt. In diesem Gehäuse wurde ein einphasiger Gleichrichter zur Versorgung der elektromagnetischen Gleichstrombremse des Motors installiert, da der neue Frequenzumrichter keine integrierte Bremsansteuerung mehr besitzt. Diese Lösung sorgt für einen zuverlässigen Schutz des Klemmenkastens, schafft Platz für den Anschluss der neuen Leistungs- und Steuerleitungen und gewährleistet gleichzeitig die volle Funktion der Motorbremse.

Das ursprüngliche Leistungskabel vom Motor zum Schaltschrank wurde im Zuge der Modernisierung durch ein neues geschirmtes Kabel mit höherer mechanischer und elektrischer Beständigkeit ersetzt. Das ursprüngliche Signalkabel, das für die Ansteuerung des dezentralen Umrichters am Motor nötig war, wurde entfernt, da sich der Frequenzumrichter im neuen Konzept direkt im Schaltschrank befindet. Die neue Verkabelung ist modular aufgebaut – das Leistungskabel ist mit einem Industriesteckverbinder abgeschlossen, sodass die Kranbrücke bei Wartung oder Service einfach demontiert und wieder montiert werden kann, ohne in die Verkabelung selbst einzugreifen.

In der endgültigen Konfiguration führt nur noch ein einziges kombiniertes Kabel vom Schaltschrank zum Motor, das sowohl die Motorversorgungsleiter als auch separate Leiter für die Versorgung der elektromagnetischen Bremse enthält. Diese Lösung reduziert die Anzahl der Kabel, beseitigt potenzielle Fehlerquellen und erhöht die Betriebssicherheit insgesamt.

Ein weiterer Vorteil ist die höhere Sicherheit, da das neue Kabel durch den begehbaren Teil der Kranbrücke verläuft. Durch ein einziges robustes Kabel sinkt das Risiko mechanischer Beschädigung, von Stolperfallen für das Personal durch lose Leitungen und von Kabelabrieb im Betrieb deutlich.

Der neue Frequenzumrichter wurde in den bestehenden Kranschaltschrank integriert. Aus Platzgründen konnte er nicht auf der Hauptmontageplatte montiert werden und wurde daher an der Seitenwand des Schaltschranks installiert. Zusammen mit dem Umrichter wurde auch ein neuer Bremswiderstand im Schrank eingebaut, der sich ursprünglich in der Nähe des Elektromotors befand. Eingesetzt wurde ein Frequenzumrichter Lenze i550 mit einer Leistung von 5,5 kW.

Die Ansteuerung des Umrichters erfolgt ausschließlich über digitale Ein- und Ausgänge, ohne Feldbus. Das ursprüngliche Konzept, bei dem die Steuersignale direkt zum Motor mit integriertem Umrichter geführt wurden, wurde nach der Demontage samt zugehöriger Verkabelung entfernt. In der neuen Konfiguration sind alle Steuerstromkreise direkt im Schaltschrank geführt und auf die Klemmen des neuen Umrichters aufgelegt. Die digitalen Eingänge des Umrichters wurden für die Drehrichtungsvorgabe (vor/zurück), das Lüften und Einfallen der elektromagnetischen Bremse sowie für die Verarbeitung von Sicherheitssignalen (Not-Halt, Endschalter) konfiguriert.

Der letzte Schritt der Modernisierung war die Programmierung des Frequenzumrichters Lenze i550 . Die Parametrierung erfolgte in der Software Lenze Easy Starter, die eine vollständige Konfiguration der Motor- und Applikationsparameter ermöglicht. Dabei mussten die Drehrichtungen des Motors korrekt festgelegt und drei feste Geschwindigkeitsstufen über digitale Eingänge eingestellt werden, wobei die einzelnen Stufen als vordefinierte Festfrequenzen umgesetzt sind. Ein wichtiger Teil der Konfiguration war auch die Einstellung der Hochlauf- und Verzögerungszeiten, um das Pendeln der Last beim Anfahren und Anhalten zu minimieren.

Ein kritisches Element war die Ansteuerung der elektromagnetischen Motorbremse, deren Einfall- und Lüftzeiten korrekt auf den Betrieb des Umrichters abgestimmt werden mussten, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Nach Abschluss der Parametrierung wurden das Verfahren in beide Richtungen in allen drei Geschwindigkeitsstufen, die Funktion der elektromagnetischen Bremse sowie die Reaktion des Systems auf Not-Halt und Endschalter getestet.