Die Aufgabe

Druck- und Förderleistung einer Pumpe werden in einem Kühlmittelsystem durch Auslegung der Pumpentype bestimmt, abgestimmt auf das Leitungssystem und die Einsatzbedingungen.

Sollen mit einer Pumpe mehrere Betriebspunkte angesteuert werden, besteht die Möglichkeit konventioneller Steuerungstechnik mit Schaltungen, Schützen und Ventilen oder der Einsatz von Frequenzumrichtern, eingebaut im Schaltschrank bzw. integriert an der Pumpe, mit denen verschiedene Betriebspunkte der Pumpe angesteuert werden können.

Bei bestimmten Bearbeitungsprozessen kann es wichtig sein, dass ein vorher eingestellter Druck in gewissen Bereichen konstant gehalten wird, unabhängig von der abgenommenen Fördermenge.

Auch für diese Pumpenregelung können Frequenzumrichter genutzt werden. Die sonst für Kreiselpumpen typische Q-H-Kennlinie wird beim Einsatz eines Frequenzumrichters durch ein Kennlinienfeld ersetzt. Dadurch ist man in der Lage, in diesem Kennlinienfeld verschiedene Betriebspunkte anzufahren. Dies bedeutet, dass die Pumpe auf ihren Einsatzfall optimal abgestimmt werden ka

Vorteile der Pumpe mit integriertem Frequenzumrichter:

  • Einsparung von Schaltschrankplatz
  • keine geschirmten Leitungen erforderlich (EMV-Probleme)
  • optimale Abstimmung für verschiedene Applikationen
  • Energieeinsparung
  • einfache Installation durch voreingestellte Frequenzumrichter
  • einfache Montage bzw. Demontage durch Stecksystem

Die Lösung

BRINKMANN-Kühlmittelpumpen mit integriertem Frequenzumrichter. Eine Pumpe mit integriertem Frequenzumrichter bietet für Ihre Applikation eine optimale Ergänzung der bestehenden Produktpalette.

Schema einer Steuerung

Pumpensteuerung

Eine Steuerung ist ein Vorgang, bei dem physikalische Größen, wie z.B. ein Druck oder ein Volumenstrom, durch andere Größen beeinflusst werden.

Bei einer Steuerung spricht man auch von einem offenen Wirkungskreis, da das Ergebnis einer Steuerung nicht überwacht wird.

Störgrößen, die im System auftreten, können nicht ausgeglichen werden, da die Ausgangsgröße nicht auf die Eingangsgröße zurückwirkt.

Pumpensteuerung über Analogsignal

Bei einer Ansteuerung der Kühlmittelpumpe mit einem Frequenzumrichter können mit unterschiedlichen Werkzeugen nahezu unendlich viele verschiedene Drücke erreicht werden.

Die Auslegung der Pumpe ist in den meisten Fällen auf die 50Hz-Ausführung beschränkt. Durch Leistungsreserven bei verschiedenen Pumpen ist ein Betrieb mit höheren Frequenzen nach Rücksprache möglich.

Der Frequenzumrichter wird dann an der Stromgrenze betrieben. Das bedeutet: Der Motor wird maximal mit dem eingestellten Motornennstrom betrieben. Benötigt die Pumpe aufgrund des Betriebspunktes mehr Motorleistung, wird die Frequenz solange abgeregelt, bis der max. Motorstrom wieder erreicht wird.

Pumpensteuerung über Festfrequenzen (bis max. 7 Festfrequenzen)

Eine Alternative zur analogen Pumpensteuerung bietet die digitale Ansteuerung des Frequenzumrichters über drei Digitaleingänge. Dabei können bis zu sieben verschiedene Festfrequenzen angesteuert werden.
Mit der Festfrequenz kann man z.B. mit einem bestimmten Werkzeug spezielle Druckstufen realisieren.

Schema einer Regelung

Pumpenregelung

Eine Regelung ist ein Vorgang, bei dem physikalische Größen, wie z.B. ein Druck, fortlaufend erfasst und mit vorgeschriebenen Größen verglichen werden. Bei Abweichungen sorgen Regeleinrichtungen (hier ein PI-Regler) dafür, dass es zur gewünschten Angleichung kommt.
Bei Regelungen wird kontrolliert, ob ein gewünschter Zustand erreicht wird. So kann z.B. in einem Prozess ein vorher eingestellter Druck in gewissen Bereichen konstant gehalten werden, unabhängig von der abgenommenen Fördermenge.

Druckregelung auf max. 6 bar begrenzt

Technische Daten
Baureihe FKO (1,1 – 7,5 kW)

Funktion Spezifikation
Netzspannung 3AC 400V-15% ... 480V +10%
Netzfrequenz 50/60 Hz
Leistungsbereiche 1,5 kW
2,2 / 3,0 / 4,0 kW 5,5 / 7,5 kW
Gehäusegröße A B C
Schutzart IP 55
EMV-Abnahme gem.
EN61800-3
C2
Temperaturbereich -10°C ... +50°C
Überlastfähigkeit 1,5 facher Ausgangsbemessungsstrom
Schutzfunktionen Unterspannung, Überspannung, I2t-Begrenzung, Kurzschluss, Motortemperatur, Umrichtertemperatur, Kippschutz
Ausgangsfrequenzbereich nach Auslegung ab Werk
Digitale Eingänge 4
Festfrequenzen 7
Digitale Ausgänge 2
Analoge Eingänge 2 Analogeingänge (0/2 – 10V, 0/4 – 20mA)
Analoge Ausgänge 0..10V (-Imax = 10mA) oder 0..20mA (-Bürde R = 500?)
Prozessregelung PID
Relaisausgänge 2 Schließer 250V AC 2A
USB-Schnittstelle USB auf M12-Stecker (Wandler RS485/RS232)
Handbediengerät (optional) MMI mit Kabel
Busmodule (optional) Profibus DP, CAN auf Anfrage
UL-Abnahme ja

Abmessungen

Motorleistung
Brinkmann Pumpe
kW
Gehäuse
-größe
a
mm
b
mm
c
mm
d
mm
k
mm
1,1 - 1,7 A 233 153 120 176 221
1,9 - 4,0 B 270 189 133 218 241
5,0 - 7,5 C 307 233 181 258 256

Technische Daten
Baureihe FKS (11 – 55 kW)

Funktion Spezifikation
Netzspannung 3AC 380V ... 480V ±10% 3Phasen
Netzfrequenz 50/60 Hz
Leistungsbereiche 1,5 ...3,0 kW 4,0 ...7,5 kW 11 ...22 kW 30 ...55 kW
Gehäusegröße A B C D
Schutzart IP 55
Filter Klasse A
integriert
Temperaturbereich -10°C ... +40°C
Steuerungsverfahren U/f
Überlastfähigkeit 1,5 facher Ausgangsbemessungsstrom
Schutzfunktionen Unterspannung, Überspannung, Überlast, Kurzschluss, Motorausfall, Rotorblockierung, Motorübertemperatur, Umrichterübertemperatur
Ausgangsfrequenzbereich nach Auslegung ab Werk
Digitale Eingänge 6, davon 4 frei parametrierbar
Festfrequenzen 4
Ausblendbare Frequenzbereiche 4
Relaisausgänge 2 Schließer 250V AC 1A
Analoge Eingänge 2 Analogeingänge (0/2 – 10V, 0/4 – 20mA), 1 Eingang für PI-Regler
Serielle Schnittstelle RS 232
Prozessregelung PI
Mehrpumpenbetrieb bis zu 6 Pumpen
UL-Abnahme nein

Abmessungen

Motorleistung
Standard Pumpe
kW
Gehäuse
-größe
A
mm
B
mm
C
mm
D
mm
1,5 – 3 A 260 190 158 286
4 - 7,5 B 325 250 170 343
11 - 18,5 C 420 320 235 440
22 C 420 320 235 515
30 - 37 D 600 450 290 610
45 D 600 450 290 635
55 D 600 450 290 667


Kennlinienfeld