Eine neue servoangetriebene Schneidemaschine eines deutschen Herstellers beseitigt endlich diese Verschwendung. Anstatt einen Motor mit fester Drehzahl zu betreiben, der unabhängig von der Last den vollen Strom zieht, verwendet das Gerät einen Permanentmagnet-Servomotor, der Drehmoment und Geschwindigkeit in Echtzeit anpasst. Während der Kürzung steigt es entsprechend der Nachfrage; Zwischen den Schnitten fällt es auf Leerlauf und verbraucht weniger als 10 % der Spitzenleistung. Die unabhängige Energieüberwachung während eines dreimonatigen Versuchs zeigte eine Reduzierung des durchschnittlichen Stromverbrauchs um 20 % im Vergleich zur vorhandenen konventionellen Schneidmaschine der Anlage. Auf Jahresbasis sparte diese einzelne Maschine genug Strom, um sieben durchschnittliche amerikanische Haushalte mit Strom zu versorgen.
Die Einsparungen ergeben sich aus der Fähigkeit des Servos, das Motordrehmoment an den tatsächlichen Schnittwiderstand anzupassen. Beim Schneiden von leichtem Gewebe läuft der Motor mit geringerer Stromstärke; Beim Wechsel zu einer schweren Duplexplatine wird das Drehmoment automatisch erhöht, ohne dass es zu einem Überschwingen kommt. Der Steueralgorithmus lernt auch das typische Zyklusmuster des Bedieners und passt die Beschleunigungskurven präventiv an, um verschwendete Anlaufzeit zu vermeiden. Das Ergebnis sind nicht nur niedrigere Energiekosten, sondern auch eine geringere mechanische Belastung des Antriebsstrangs – ein Bonus, der die Lagerlebensdauer verlängert und Wartungseinsätze reduziert.
Die gleiche Servotechnologie hält auch in anderen Metallumformanlagen Einzug, allerdings mit anderen Herausforderungen. Bei einer Rollformmaschine ist die Last konstanter, da das Material kontinuierlich durch die Rollen läuft, aber der Servo reduziert dennoch den Spitzenbedarf beim Beschleunigen und Abbremsen der Spulenenden. Ein Hersteller von Dachpaneelen berichtete von einer Energieeinsparung von 15 %, nachdem er seinen Rollformer mit Servoantrieben nachgerüstet hatte, obwohl die Amortisationszeit aufgrund der höheren anfänglichen Drehmomentanforderungen länger war.
Im Bereich der Aluminiumrohrextrusion sind Servoantriebe seltener, da die Last schwer und stark schwankend ist. Rohrwalzwerke sind häufig auf große Hydraulikmotoren für die Loch- und Ziehstufen angewiesen, einige neue Linien verfügen jedoch über Servomotoren für die Kalibrier- und Richtabschnitte. Ein europäischer Hersteller von Aluminiumrohren senkte seinen Hilfsenergieverbrauch um 18 %, indem er Kühlbettventilatoren mit fester Drehzahl durch servogesteuerte Einheiten ersetzte, obwohl die Hauptstrangpresse – vorerst – hydraulisch bleibt.
Die Ersparnis von 20 % bei einer Papierschneidemaschine klingt vielleicht nicht revolutionär, aber in einer Branche mit niedrigen Margen, in der Energie nach den Rohstoffen die zweitgrößten Betriebskosten darstellt, wirkt sich diese Zahl direkt auf die Wettbewerbsfähigkeit aus. Die Prämie für den Servomotor hat sich im Werk in Wisconsin innerhalb von 19 Monaten amortisiert. Danach sind die Einsparungen reine Marge – und eine Erinnerung daran, dass manchmal das intelligenteste Upgrade dasjenige ist, das eine Maschine nachdenken lässt, bevor sie handelt.
