Der Windkanal der Sauber Group in Hinwil in der Schweiz lässt nicht nur Motorsportfans staunen. Über eine Verjüngung der Röhre Richtung Testfeld entstehen dort Windgeschwindigkeiten von bis zu 300 km/h. In der Natur bringen nur Tornados oder Hurrikans der höchsten Stufe 5 diese Geschwindigkeiten zustande.
Umrichter für 3-MW-Motor
„Der Frequenzumrichter für den Antrieb des 3-MW-Motors für den Ventilator war in die Jahre gekommen“, erklärt Thomas Furrer, verantwortlich für Betrieb, Unterhalt und Weiterentwicklung des Windkanals bei Sauber. „Ersatzteile wurden rar und die Elektronik bedurfte ohnehin einer Erneuerung. So entschieden wir uns dazu, ihn durch ein neues Drive zu ersetzen.“
Der Motor des riesigen Ventilators bildet das Herzstück des Windkanals. „Würde er beschädigt und müssten wir ihn ausbauen, wäre der Aufwand enorm“, so Furrer. Eine Straße müsste abgesperrt, ein Dach aufgebrochen werden. Entsprechend wichtig ist die Zuverlässigkeit des vorgeschalteten Antriebs.
Einbau des Mittelspannungsumrichters
ABB unterbreitete ein Angebot für den Mittelspannungsumrichter ACS1000 mit integrierter dynamischer Drehmomentunterstützung, das Sauber annahm. „Wir haben gute Erfahrungen mit der Qualität weiterer Frequenzumrichter von ABB gesammelt“, erklärt Furrer einen Aspekt der Entscheidung zugunsten des Angebots von ABB.
Rund 30 ABB-Niederspannungs-Drives für diverse Pumpen- und Lüfteranwendungen sind bei Sauber im Einsatz. „Dass das Unternehmen in der Region ansässig ist und eine hohe Serviceverfügbarkeit bietet, beeinflusste unsere Wahl auch positiv.“ Das ABB-Kompetenzzentrum für Leistungselektronik ist im aargauischen Turgi beheimatet. Dort wurde der ACS1000 für den Einsatz in Hinwii gefertigt.
Der Umrichter, Anfang August 2018 angeliefert wurde, ist etwa halb so groß wie das ursprüngliche Drive das er ersetzt und bringt eine Leistung von 3 MW in den Motor. Der Betrieb sollte möglichst kurz unterbrochen werden. So begann am 3. August der Einbau, am 16. August konnten wieder die nächsten Tests gefahren werden.
Weitere Zusammenarbeit der Konzerne
Mit dem Frequenzumrichter bestellte Sauber auch einen Trockentransformator, gefertigt von ABB Trasfor im Tessin. Er transformiert die Spannung aus dem 16-kV-Mittelspannungsnetz auf die 1.900 V Betriebsspannung des Antriebssystems herunter. „Früher brauchten wir einen Mittelspannungsschalter, um die Netzrückwirkungen unseres leistungsstarken Systems zu kontrollieren. Dank der Vormagnetisierung des neuen Trafos entfiel dessen Notwendigkeit, was die Komplexität des Gesamtsystems reduziert“, erklärt Furrer.
Der Motor des Ventilators selbst ist luftgekühlt. Der Motor des Lüfters für den Ventilatormotor hat eine Leistung von 55 kW, was derjenigen eines kleinen Elektroautos entspricht. Auch für dessen Antrieb konnte ABB einen neuen Frequenzumrichter liefern, einen ACH580.
Integration ins bestehende System
„Die Inbetriebsetzung des ACS1000 gestaltete sich mit der Integration in das übergeordnete Leitsystem durchaus anspruchsvoll“, erläutert Benjamin Hoffmann, Verkaufsingenieur von ABB Schweiz. „Der Mittelspannungsantrieb ist zwar auch für Lüfteranwendungen konzipiert. Aber dieser Ventilatormotor hier ist doch etwas leistungsstärker als gewöhnlich“.
Laut Hersteller kann der Umrichter den Motor in rund 60 Sekunden auf seine maximale Leistung hochfahren und ihn im Notfall in wenigen Sekunden zum Stillstand bringen. „Mit den neuen Lösungen von ABB haben wir den Windkanal von Sauber für die kommenden Aufgaben in die Poleposition gebracht“, schließt Furrer ab.
