„Der frühe Vogel fängt den Wurm"

Energiesparmotoren und die EuP-Richtlinie sind mit der näher rückenden Deadline für die Umstellung auf IE2-Motoren in aller Munde. Dennoch besteht bei Maschinenbauern und Endanwendern häufig noch ein Informationsdefizit hinsichtlich der konkreten Auswirkungen bzw. Anforderungen in Verbindung mit den neuen Vorgaben. Um hier für unsere Leser Transparenz zu schaffen, widmen wir den aktuellen Trendteil zu „Drives & Motion" speziell diesem Thema, mit Statements von ABB, Danfoss, Kimo, Lenze, LTi Drives, Nord, Rexroth, SEW-Eurodrive und Siemens.

elektro Automation: Wann macht der Einsatz von Energiesparmotoren aus technischer Sicht wirklich Sinn und mit welcher Amortisationszeit ist hier zu rechnen?

Bender: In Anbetracht ständig geringer werdender Ressourcen ist der Einsatz von Energiesparmotoren der zwangsläufige Schritt zu einer sauberen und „grünen" Zukunft. Grundsätzlich macht der Einsatz von Energiesparmotoren bei ständig steigenden Energiekosten auch wirtschaftlich Sinn. Speziell im Bereich kundenspezifischer Antriebe setzt LTi Drives schon moderne synchrone Motortechnik ein. Als Beispiel sei hier ein intelligenter Türantrieb genannt: Durch den verbesserten Wirkungsgrad und den Einsatz der feldorientierten Regelung schafft er es, eine Tür mit einer Verlustleistung von nur 30 W geschlossen zu halten. Aus der reduzierten Verlustleistung resultiert folgende Energiekosteneinsparung: 365 Tage * 24h/Tag * 70W * 0,18 Euro/kWh = 110 Euro/Jahr. Bezogen auf die Anschaffungskosten eines Türantriebs ist das ein sehr hoher Wert. Die Energiekosten, die der Türantrieb IDD im Laufe seines Lebens einspart, übersteigen seine Anschaffungskosten um ein Mehrfaches.

Burghardt: Energiesparmotoren machen vor allem da Sinn, wo sie eine große Einschalt-dauer (> 80 %) haben und permanent unter Voll-Last laufen. Dort ergeben sich naturgemäß die größten Einsparungen. Fahren sie ein sich ständig wechselndes Lastprofil mit einem hohen Anteil an Teillastbetrieb, so reduzieren sich die erreichbaren Vorteile. Und davon ist auch die Amortisationszeit abhängig, sodass generelle Aussagen nur schwer zu treffen sind.

Donabauer: Der Wirkungsgrad lässt sich durch die Verwendung hochwertiger Materialien und einer optimierten Konstruktion der Elektromotoren erhöhen und somit bei der Anwendung Energie sparen. Die Praxis zeigt, dass in vielen Fällen die Anschaffungskosten eines Motors nur 2 % der Life-Cycle-Kosten ausmachen. Bei einem Motor mit einer hohen jährlichen Betriebsstundenzahl rechnet sich ein moderner IE3-Motor oft in weniger als zwei Jahren. Ein noch höheres Einsparpotenzial bietet die Drehzahlregelung, vor allem bei Anwendungen mit quadratischem Gegenmomentverlauf wie Pumpen und Lüfter. Wir reden hier von Einsparungen bis 60 %.

Friis-Knutzen: Hocheffiziente Motoren rentieren sich besonders dann, wenn sie größtenteils mit konstanter Drehzahl betrieben werden. Hier kann sich ein IE2-Motor schon in weniger als 1000 Betriebsstunden amortisieren. In Anwendungen mit geregelten Antrieben, bei denen auch Beschleunigungsvorgänge eine Rolle spielen, kann sich die größere Massenträgheit hocheffizienter Motoren dagegen negativ auswirken. Damit hier nicht sogar mehr Energie als beim Einsatz herkömmlicher Drehstrommotoren benötigt wird, bedarf es intelligenter Konzepte. So bieten die für den Betrieb am Frequenzumrichter optimierten L-force-Drehstrommotoren MF von Lenze einen hohen Wirkungsgrad bei geringerem Trägheitsmoment und geringeren Anschaffungskosten als ein klassischer IE2-Motor.

Hake: Man darf den Energiesparmotor nicht isoliert sehen – man muss mindestens den Motor und seine Regelung betrachten. Das Energieeinsparpotenzial ist aus Untersuchungen des ZVEI bekannt: In elektrischen Antrieben schlummert ein Einsparpotenzial von 27 Mrd. kWh; davon entfallen 20 % auf den Motor und 80 % auf die Regelung; nur in 12 % der installierten Antriebslösungen werden Drehzahlregler eingesetzt; dies gilt auch nur für 25 % der Neuinstallationen, wobei es bei 50 % der Neuinstallationen sinnvoll wäre. Die Amortisationszeit kann man sicher nicht generalisieren. Aber ein Beispiel: 15 kW Antrieb, 30 % Energieersparnis, 2-Schichtbetrieb mit 3520 Betriebsstunden pro Jahr (2 mal 220 Tage mal 8 Stunden) ergeben eine Amortisation des Reglers nach einem Jahr oder 16 000 kWh Ersparnis.

Hassmann: Zwei Drittel der in der Industrie verbrauchten Energie gehen auf das Konto der Antriebstechnik. Außerdem entfallen mehr als 90 % der Lebenszyklus-Kosten eines Elektromotors auf seinen Betrieb. Mit effizienteren Motoren lässt sich also viel Energie und damit Geld einsparen. Durch den bis zu 7 % höheren Wirkungsgrad von hocheffizienten Motoren im Vergleich zu Standardmotoren amortisiert sich der Mehrpreis für den höheren Wirkungsgrad schon nach kurzer Zeit. So kann der Betreiber pro Jahr etwa 100 Euro Energiekosten sparen, wenn er sich für einen 4-poligen 2,2-kW-Motors der Wirkungsgradklasse IE2 statt eines IE1-Motors entscheidet. Bei Dauerbetrieb und etwa 8 Cent Energiekosten pro Kilowattstunde sind die Mehrkosten schon nach etwa einem Jahr abgegolten.

Steffan: Normmotoren der höheren Energieeffizienzklassen IE3/4 können ihre Effizienzvorteile insbesondere in solchen Anwendungen ausspielen, in denen sie ungeregelte Motoren im stationären, d.h. dauerlaufenden Betrieb ersetzen. Typische Anwendungsbeispiele sind Pumpen, Förderanlagen oder Rührerantriebe. Rexroth sieht die viel größeren Hebel zur Effizienzsteigerung jedoch in der optimalen Dimensionierung des Antriebssystems so-wie der energieeffizienten Gestaltung des Prozesses. Eine konkrete Maßnahme in Abhängigkeit von der Anwendung ist beispielsweise die Ergänzung von bislang ungeregelt betriebenen Motoren durch Frequenzumrichter oder Servoantriebe. Für technisch besonders anspruchsvolle Anwendungen in der Fabrikautomation, wie in Druckmaschinen oder in der Halbleiterfertigung, kommen heute grundsätzlich optimierte Pakete aus Servoantriebsregler und Servomotor zum Einsatz. Beim Motorentyp handelt es sich dabei schwerpunktmäßig um permanenterregte Synchronmotoren, die nicht unter die neuen Richtlinien fallen. Diese bieten allerdings auch bei reiner Betrachtung des Motors hohe Wirkungsgrade. Beispielsweise erreichen Rexroth-Synchronmotoren MSK mithilfe der hochenergetischen NdFeB-Permanentmagneten im Rotor und kurzen, Verlust-reduzierenden Wickelköpfen im Stator Arbeitspunkt-abhängig Wirkungsgrade von bis zu 97 %. Diese bewegen sich bereits im Bereich der höchsten Energieeffizienzklasse IE4. Die Amortisationszeiten, wenn ein ungeregelter Motor durch eine geregelte Antriebslösung ersetzt wird, bewegen sich abhängig von Leistungsklasse und Betriebsart des Motors zwischen einigen Monaten und wenigen Jahren.

Wiedemann: Technisch interessant können effiziente Motoren prinzipiell unter mehreren Gesichtspunkten sein – beispielsweise aufgrund der höheren Reserven und geringeren Abwärme im Vergleich zu bisherigen Standardmotoren derselben Größe. Wirtschaftlich attraktiv sind Energiesparmotoren umso mehr, je länger sie regelmäßig laufen. Ein nonstop betriebener effizienter IE2-Motor hat sich in der Regel schon nach wenigen Monaten amortisiert. Beim Großteil aller Anwendungsfälle, die unter die neuen Energiesparvorschriften fallen, macht sich der Umstieg zumindest im Laufe des zweiten Betriebsjahrs bezahlt. Wann genau, verrät der Effizienzrechner auf der Nord-Website nach Eingabe einiger wesentlicher Parameter.

Wieder: Der Einsatz von Energiesparmotoren macht generell dort Sinn, wo diese Antriebe im Dauerbetrieb laufen. Typische Beispiele für solche Applikationen sind Pumpen- und Lüfteranwendungen, auch im Bereich der Fördertechnik (Transportbänder, Förderer usw.) gibt es vielfältige Anwendungen für den Einsatz von Energiesparmotoren. Abhängig von Betriebsdauer und Motorleistung können die anfallenden Mehrkosten bei der Beschaffung der Energiesparmotoren durch die Einsparungen bei den Stromkosten in weniger als zwei Jahren amortisiert werden.

elektro Automation: Ab 16. Juni 2011 dürfen nur noch Drehstrommotoren der Klasse IE2 in Verkehr gebracht werden. Welche Auswirkungen hat dies für OEMs bzw. Endanwender sowie für Antriebsanbieter und für welche Leistungsbereiche bzw. Anwendungen gelten die Regelungen überhaupt?

Bender: Die Einführung von Drehstrommotoren der Klasse IE2 berührt im Wesentlichen alle Antriebe, die im Frequenzumrichterbetrieb angesiedelt sind. Bei klassischen Servoantrieben steht eine hohe Dynamik im Vordergrund, aufgrund dieser Forderung werden bei LTi Drives Servomotoren ausschließlich in synchroner Motortechnologie angeboten. Diese Motoren übertreffen die Anforderungen hinsichtlich Effizienz und sind auch für die Zukunft gerüstet.

Burghardt: Der Anwender genießt zwar grundsätzlich einen Bestandsschutz in den bestehenden Anlagen. Doch in der Praxis werden sich einige Beschränkungen ergeben. Ab den Stichtagen dürfen Motorhersteller – von den vorher beschrieben Ausnahmen abgesehen – keine Drehstromasynchronmotoren mehr in der EU in Verkehr bringen, die die Meps nicht einhalten. Aus Anwendersicht ist vor allem problematisch, dass IE2- und IE3-Motoren nicht immer die Anschlussmaße und Motorlängen der bisher eingesetzten eff-2-Motoren einhalten. So kann der Anwender bei einem Ausfall vor allem bei IE3-Motoren häufig nicht einfach einen Motor gegen einen neuen, identischen Motor austauschen. Sollte er keinen passenden Motor finden, bleibt ihm nur, den defekten Motor reparieren zu lassen oder zu versuchen, seine Installation an einen Meps-konformen Motor anzupassen. Auf der anderen Seite, bei den Motorenherstellern und Maschinenbauern, sind auch einige Auswirkungen zu erwarten. Theoretisch können sie versuchen, den Einsatz von Meps-Motoren durch Nutzung von eventuellen Schlupflöchern in der Verordnung zu umgehen. Dem stehen aber zwei wichtige Entwicklungen entgehen. Zum einen steigt auf dem Markt die Nachfrage durch den Anwender nach IE2-/IE3-Motoren immer mehr an. Zum anderen erhalten sie – wie der Anwender auch – ab Mitte 2011 keine Motoren der Klasse IE1 mehr, wenn diese unter die Meps fallen, bzw. dürfen diese selber nicht mehr in Verkehr bringen.

Donabauer: Die Verordnung (EG) Nr. 640/2009 mit den neuen Wirkungsgradklassen wird ab 16. Juni 2011 in drei Stufen umgesetzt und gilt für dreiphasige Käfig-läufer-Induktionsmotoren im Leistungsbe-reich von 0,75 bis 375 kW mit ein paar Ausnahmen. Weitere Stichtage sind der 1. Januar 2015 und der 1. Januar 2017. Danach dürfen im europäischen Markt nur noch Motoren mit der Wirkungsgradklasse IE3 oder mit IE2 mit elektronischer Drehzahlregelung in Verkehr gebracht werden. Die OEMs und Endanwender sollten sich heute schon mit dieser Thematik auseinandersetzen, um rechtzeitig ihre Maschinenkonstruktion und Systeme an die neuen Anforderungen anzupassen. In dieser Phase ist es sinnvoll, direkt den Einsatz einer elektronischen Drehzahlregelung in Erwägung zu ziehen. ABB hat sich auf die neue Gesetzgebung eingestellt und kann fristge-recht die entsprechenden Motoren und Frequenzumrichter anbieten.

Friis-Knutzen: Die Regelungen gelten für 2-, 4-, 6-polige Drehstrommotoren in einem Leistungsbereich von 0,75 bis 375 kW. Die Änderungen bekommen vor allem die Hersteller von Serienmaschinen zu spüren. Diese müssen auf die geänderten technischen Daten (z.B. Abmessungen) reagieren und gegebenenfalls ihre Konstruktion anpassen. Auch für Endanwender hat die Neuregelung – abgesehen vom Einsparpotenzial bei der benötigten Energie – Auswirkungen: Ersatzantriebe, die nach dem 16.6.2011 bezogen werden, müssen der Effizienzklasse IE2 entsprechen. Hier müssen beim Austausch von Motoren ebenfalls mögliche technische Änderungen berücksichtigt werden. Lenzes Anspruch ist es daher, Inkompatibilitäten so gering wie möglich zu halten. Baugrößensprünge durch die höhere Effizienzklasse konnten wir zum Beispiel weitestgehend vermeiden.

Hake: Wir als Hersteller elektrischer Antriebsregler sind technisch auf diese Forderungen eingestellt, da ergeben sich in Bezug auf die Funktion der Antriebsregler keine grundlegenden Änderungen. Wir sind darauf vorbereitet, unsere Kunden beratend zu unterstützen.

Hassmann: Die EU-Verordnung 640/2009 legt fest, dass Hersteller ab 16. Juni 2011 nur noch Motoren mit mindestens der Effizienzklasse IE2 im europäischen Wirtschaftsraum ausliefern dürfen. Die Verordnung bezieht sich dabei auf Drehstrom-Asynchronmotoren von 0,75 bis 375 kW mit 50 und 60 Hz im S1-Betrieb. Ausnahmen gelten für Motoren, die unter extremen Bedingungen ihren Dienst tun, wie in explosionsgefährdeten Bereichen. Nicht betroffen sind 8-polige Motoren, polumschaltbare Motoren, Synchronmotoren, Motoren für Schaltbe-trieb S2...S9 und speziell für den Umrichterbetrieb entwickelte Motoren. IE1-Motoren stehen auch weiterhin für den Export zur Verfügung, d.h. für Länder, die keine An-forderungen an Motoren bzgl. Mindestwirkungsgrad haben.

Wiedemann: Die IE2-Pflicht in Europa wird für alle Dauerbetriebs-Anwendungen, also Betriebsart S1, gelten, und zwar für den Leistungsbereich von 0,75 bis 375 kW. Solche Motoren liefern wir ab dem Stichtag immer als IE2-Ausführungen, sofern es nicht im Vorfeld besondere Absprachen gibt. Aufträge werden also gegebenenfalls auch automatisch auf normgerechte Energiesparmotoren umgestellt. Maschinenbauer müssen sich deshalb nun schnell mit dem Thema befassen und konkret klären, ob ihre Antriebsanwendungen u.U. unter Ausnahmeregelungen fallen, z.B. Anwendungen am Frequenzumrichter, Aussetzbetrieb, Atex- und Unterwasseranwendungen oder Umgebungstemperaturen über 40 °C.

Wieder: Die EU-Verordnung 640/2009 legt fest, dass ab Juni 2011 nur noch Drehstrom-Asynchronmotoren (0,75 bis 375 kW) mit der Wirkungsgradklasse IE2 neu in Verkehr gebracht werden dürfen. Für spezielle Umgebungs- bzw. Applikationsbedingungen gibt es hier Ausnahmeregelungen. Durch diese gesetzliche Vorgabe sind An- lagen-/Maschinenbauer, aber auch Endanwender verpflichtet, bei Neuinstallationen Motoren der Wirkungsgradklasse IE2 einzusetzen. Bestehende Anwendungen sind zunächst nicht betroffen; bei einem Motorschaden darf dieser repariert werden, aber bei einem vollständigen Austausch muss der Ersatzantrieb dem Mindestwirkungsgrad IE2 entsprechen.

elektro Automation: Man kennt es von der EMV- und auch der Maschinenrichtlinie: Trotz langer Übergangsfristen ist oft die Deadline nur schwer einzuhalten. Sollte man bereits jetzt auf IE2-Motoren umstellen, oder sogar auf IE3/IE4-Motoren, die es heute auch schon für Standardanwendungen wie Pumpen gibt?

Bender: Ohne Druck aus dem Markt setzen sich innovative Produkte nur dann schnell durch, wenn zum einen die gesetzlichen Rahmenbedingen verbindlich eingehalten werden müssen und zum anderen auch die wirtschaftlichen Gesichtspunkte langfristig eine Rendite abwerfen. In Anbetracht der ständig wachsenden Energiepreise werden sich IE2-Motoren kurzfristig am Markt durchsetzen.

Burghardt: Bereits heute halten sich viele Hersteller an die IE-Klassifizierung bzw. stellen auf IE2-Motoren um. IE3-Motoren sind zwar von einigen Herstellern verfügbar, haben aber oft noch einen deutlich höheren Preis als IE2-Motoren. Sehr interessant ist das Thema IE4: Im Leitfaden DIN IEC 60034-31 sind Grenzwerte erwähnt, allerdings nur mit empfehlendem Charakter. Im schlechtesten Fall kauft der Anwender heute einen IE4-Motor, der bei Einführung der verbindlichen IE4- Grenzwerte diese gar nicht einhält. Aus energetischer Sicht kann es aber Sinn machen, diese Motoren einzusetzen. Gerade bei Pumpen lässt sich aber durch die Nutzung von Drehzahlregelung wesentlich mehr Energie sparen.

Donabauer: IE3-Motoren gewinnen als Verkaufsargument für die Energie sparende Maschine zunehmend an Bedeutung, nicht zuletzt forciert von den Endanwendern, die beim Kauf einer neuen Maschine den Energieeinsatz pro Ausstoß bewerten. ABB liegt mit den verfügbaren effizienten Produkten voll im Trend. Allerdings werden im Planungsprozess von Anlagen noch zu wenig die Life-Cycle-Kosten in den Vordergrund gestellt, sondern die Anschaffungskosten. Zudem fehlt bei Endanwendern oft das Knowhow, um bei bestehenden Anlagen die großen Einsparpotenziale zu entdecken. ABB kann bei der Beurteilung und Berechnung der Einsparungen durch energieeffiziente Antriebe unterstützen.

Friis-Knutzen: Wir bei Lenze gehen die Umstellung schon jetzt gemeinsam mit unseren Kunden aktiv an. Nur so lässt sich ein Engpass im Juni vermeiden. Abgesehen davon können die Kunden schon jetzt von den Einsparungen profitieren. Es gibt also gar keinen Grund, noch länger zu warten. Bezüglich der Effizienzklasse IE3, die ab Januar 2015 (ab 7,5 kW) bzw. ab Januar 2017 (ab 0,75 kW) vorgeschrieben wird, empfehlen wir dagegen zu warten. Denn die heute angebotenen IE3-Motoren weisen abgesehen vom größeren Platzbedarf und dem höheren Preis auch eine größere Massenträgheit auf. Diese wirkt sich vor allem in drehzahlveränderlichen Applikationen negativ auf die Energiebilanz aus. Eine Alternative bietet hier der Betrieb am Frequenzumrichter, denn statt eines IE3-Motors lassen die gesetzlichen Regelungen auch den Einsatz eines IE2-Motors mit Frequenzumrichter zu. Durch diese Kombination ergeben sich teilweise viel bessere Energiesparmöglichkeiten.

Hake: Wie gesagt – man muss den Blickwinkel auf den Antrieb einschließlich Regelung verbreitern. Und diese Maßnahmen sollte man jetzt angehen. Denn die Erfüllung der Richtlinien ist ein Zukunftsthema, aber die Umsetzung realer Einsparpotenziale ist das ganz konkrete Thema von heute.

Hassmann: Wir als Hersteller empfehlen bereits heute umzustellen. Wir wollen einen reibungslosen Übergang hin zu IE2- als auch zu IE3-Motoren gewährleisten, d.h. auf der einen Seite, dass wir die entsprechenden Kapazitäten in der Fertigung zur Verfügung stellen, auf der anderen Seite brauchen wir für viele Kunden zuvor auch Zeit für das Engineering – und deswegen die Empfehlung, die Umstellung heute zu machen. Wir stehen unseren Kunden beratend zur Seite und klären technische Fragen, damit sie optimal für die Zukunft gerüstet sind. Darüber hinaus rechnet sich die Umstellung auf einen IE2- Motor in den meisten Fällen in weniger als zwei Jahren. Daher ist es sinnvoll, allein aus diesem Grund schon heute auf IE2- Motoren umzustellen.

Wiedemann: Die Pflicht zur Umstellung auf IE2-Motoren steht für Anwendungen unter dem Geltungsbereich der Vorschriften so nahe vor der Tür, dass man nicht länger zögern sollte. Je näher der Stichtag rückt, desto stärker werden die Antriebshersteller ausgelastet sein und können vielleicht nicht mehr rechtzeitig individuelle Beratung anbieten. Dass sich der Schritt zu IE3-, geschweige denn IE4-Motoren, die auch noch nicht abschließend definiert sind, jetzt schon lohnt, ist wohl nur im Einzelfall zu erwarten. Man mag sich Aufwand für mehrfache Umstellungen in den nächsten Jahren ersparen, höhere Herstellungskosten und Einkaufspreise noch effizienterer Motorvarianten können aber oft dagegen sprechen.

Wieder: Der Zeitpunkt des Inkrafttretens der EU-Verordnung wurde von Motorherstellern und Verbänden frühzeitig und intensiv kommuniziert. Die Verfügbarkeit der entsprechenden Energiesparmotoren war auch von vielen Motorherstellern frühzeitig gegeben und somit sollte die Umstellung bei den Motorenanwendern zeitgerecht verlaufen. Weil die Umsetzung der EU-Verordnung stufenweise erfolgt, ist bereits heute klar erkennbar, dass ab 2015 eine Verschärfung der Wirkungsgradvorschriften erfolgen wird. Ab Januar 2015 dürfen nur noch Drehstrommotoren der Wirkungsgradklasse IE3 zum Einsatz kommen; alternativ können IE2-Motoren mit elektronischer Drehzahlregelung eingesetzt werden. Wir empfehlen bereits heute unseren Kunden, den Einsatz von IE3-Motoren bzw. IE2-Motoren mit Frequenzumrichter zu überprüfen. Der Aufwand in konstruktiver und logistischer Umstellung könnte somit reduziert werden. Auch unter dem Gesichtspunkt, dass bereits heute bzw. in nächster Zukunft im außereuropäischen Raum (China, Nord-/Südamerika) verschärfte Wirkungsgradvorschriften zum Einsatz kommen, macht es für exportierende Firmen Sinn, auf höhereffiziente Antriebe umzusteigen.

elektro Automation: Ab 2015 bzw. 2017 werden die Vorschriften weiter verschärft. Was ist hier genau zu erwarten und sollte man bereits heute darauf reagieren?

Bender: Durch die Verschärfung der Vorschriften wird es aus unserer Sicht im kleinen Leistungsbereich einen Trend zu geregelten Antrieben mit synchroner Motortechnologie geben. Speziell hier liegen noch große Energieeinsparpotenziale, da prinzipbedingt der Wirkungsgrad von Asynchronmotoren besonders schlecht ist. Einsparungen sind hier nur in Verbindung mit elektronischen Antriebsreglern zu erreichen.

Burghardt: Durch die Einführung der Mindestwirkungsgrad hat das Thema Energieeinsparung bei Antrieben stark an Bedeutung gewonnen. Dies wird auch im von der Einstufung ausgenommen Atex-Bereich deutlich: Immer mehr Motorenhersteller zertifizieren ihre Atex-Motoren nach dem IE-Standard. So sehen sich die Motorenhersteller und Maschinen-/Anlagenbauer damit konfrontiert, auch solche Motoren umzustellen und gemäß Meps zu fertigen. Da die Anwender bereits jetzt verstärkt auf IE2-Motoren setzen und die Motoreffizienz weiter steigern möchten, nimmt mit Sicherheit der Anteil der PM-Motoren zu. Dies zeigt, dass die Anwender bereits heute auf die künftigen Anforderungen reagieren. Nicht zuletzt schaffen sie damit auch in ihren Anlagen eine gewisse Investitionssicherheit. Umso mehr, als ja auch eine Alternative zu IE3 zugelassen ist: IE2-Motor mit Frequenzumrichter. Die Einhaltung der Klasse IE3 oder der Alternative IE2 mit Umrichter muss dabei am „point of putting into service" sichergestellt sein. So sind bereits heute viele Lösungen als IE2 mit Umrichter verfügbar, z.B. der VLT-Frequenzumrichtermotor VCM 300.

Donabauer: Für Anwender und Maschinenbauer ist es wichtig, die laufenden Diskussionen über neue Vorschriften zu verfolgen, um eine Umsetzung rechtzeitig realisieren zu können. Wenn wir Glühbirnen durch Energiesparlampen ersetzen, warum nicht auch Motoren mit niedrigem Wirkungsgrad durch höherwertige? Schließlich wird rd. 2/3 der elektrischen Energie in der deutschen Industrie von elektromotorisch angetriebenen Systemen verbraucht. Hier macht es Sinn, den Hebel anzusetzen, um heute schon den Energieverbrauch zu senken und zum Klimaschutz beizutragen. Auch die elektronische Drehzahlregelung macht in vielen Fällen Sinn, also muss man nicht bis 2015 oder 2017 warten. Auch für geregelte Antriebe gibt es bereits EU-weite Diskussionen über Wirkungsgrad-Vorschriften. Die Betrachtung und Festlegung der verschiedenen Faktoren des kompletten Antriebssystems wird aber noch einige Zeit in Anspruch nehmen, ehe eine gesetzliche Regelung in Kraft treten kann.

Friis-Knutzen: Ab 2015 bzw. 2017 muss dort, wo ab Juni 2011 ein IE2-Motor vorgeschrieben ist, ein IE3-Motor oder eben ein IE2-Motor mit Frequenzumrichter verwendet werden. Also ist überall dort, wo schon heute ein IE2-Motor mit Frequenzumrichter verwendet wird, keine weitere Aktivität notwendig. Wir bei Lenze setzen daher heute schon auf standardmäßig Frequenzumrichter-taugliche Motoren. Als Maschinenbauer sollte man in den kommenden Jahren genau abwägen, ob statt eines netzgeführten Motors nicht doch ein geregelter Antrieb eingesetzt werden kann. Der Trend geht ganz klar zum Betrieb am Frequenzumrichter. Neben den möglichen Energieeinsparungen bieten geregelte Antriebe nämlich auch deutliche Performance-Vorteile in vielen Applikationen.

Hake: Neben dem Anspruch auf Energieeffizienz und den resultierenden Umwelteffekten spielt hier sicher auch der Produktlebenszyklus des Maschinenbauers eine Rolle. Orientiert er sich eher an langfristigen Produktlebenszyklen, so sollte er sich schon jetzt auf diese neuen Anforderungen einstellen und diese in seinen Konstruktionen berücksichtigen.

Hassmann: Ab 1. Januar 2015 müssen zusätzlich neu verbaute Asynchronmotoren in dem Leistungsbereich von 7,5 bis 375 kW mindestens die Effizienzklasse IE3 erreichen. Ab 1. Januar 2017 wird der Mindestwirkungsgrad IE3 für Leistungen ab 0,75 bis 375 kW verpflichtend. Bei beiden Stufen kann als Alternative ein IE2-Motor plus Frequenzumrichter eingesetzt werden. Das ist vor allem bei Pumpen-, Lüfter- und Kompressor-Anwendungen mit quadratischem Lastmoment sinnvoll. Hier spart der Einsatz eines Fre-quenzumrichters im Teillastbereich bis zu 60 % Energie. Wer Anwendungen mit fester Drehzahl anbietet, sollte prüfen, ob der Einsatz eines IE3-Motors schon sinnvoll ist. Die Maschine muss dann in vier bzw. sechs Jahren nicht mehr umkonstruiert werden.

Steffan: Ab 2015 dürfen Motoren der Effizienzklasse IE2 im Leistungsbereich von 7,5 bis 375 kW nur noch mit Drehzahlregelung betrieben werden. Ab 2017 gilt dies auch für Elektromotoren des Leistungsbereichs 0,75 bis 7,5 kW. Nicht nur aufgrund der absehbaren Verschärfungen, sondern insbesondere aufgrund der heute schon kostengünstig zu erreichenden Energieeinsparungen empfiehlt es sich – wo möglich – geregelte Antriebe einzusetzen. Rexroth bietet hierfür bereits heute im Leitungsbereich von 0,1 bis 630 kW ein breites Portfolio an geeigneten Antriebslösungen.

Wiedemann: Anfang 2015 wird die Effizienzklasse IE3 für Motoren über 7,5 kW verpflichtend werden, ab 2017 wird dies auch für kleinere Maschinen gelten. IE3-Motoren müssen noch einmal eine mindestens 10 % höhere Effizienz als die Klasse IE2 erreichen. Dafür ist z.B. eine andere Materialauswahl erforderlich. Durch Kupfer statt Aluminium als Leiterwerkstoff der Kurzschlusskäfige lassen sich in IE3-Maschinen die Rotorverluste erheblich vermindern. Die nächste Stufe IE4 ist bereits in Vorbereitung, der weitere Ausbau des Systems ist sicher. Für die meisten OEMs und Anwender bleibt aber vorerst wirklich noch genug mit dem ersten Schritt hin zur IE2-Umstellung zu tun.

Wieder: Die EU-Verordnung 640/2009 legt fest, dass ab Januar 2015 nur noch Drehstrom-Asynchronmotoren (7,5 bis 375 kW) mit der Wirkungsgradklasse IE3 neu in den Verkehr gebracht werden dürfen. Als alternative Systemlösung ist auch der Einsatz von IE2-Motoren mit Frequenzumrichter zulässig. Ab Januar 2017 wird diese Regelung auch ab dem Leistungsbereich 0,75 kW zutreffend sein. Weil diese zeitliche Abstufung klar festgelegt ist, empfehlen wir unseren Kunden bereits heute auf diese Vorgaben bei der Maschinen- bzw. Anlagenkonzep- tion zu achten. Wir gehen auch fest davon aus, dass es eine Erweiterung der EU-Richtlinien zur effizienten Gestaltung der Antriebstechnik geben wird. Diesen Trend haben wir bereits bei der Gestaltung unseres neuen Motoren-Portfolios berücksichtigt und können alle Wirkungsgradklassen von IE1 bis IE4 anbieten. zg