Schnelllauftore sicher abbremsen

Bei modernen Schnelllauftoren kommt in der Regel Antriebstechnik auf Basis von Frequenzumrichtern zum Einsatz. Dadurch lassen sich die bekannten Vorteile, wie höheres Drehmoment im Anlauf, höhere Drehzahlen und eine größere Dynamik erreichen. Dazu erzeugt der Frequenzumrichter über einen Gleichrichter, einen Gleichstromzwischenkreis und über einen anschließenden Wechselrichter eine variable Wechselspannung für den angeschlossenen Asynchronmotor. Im sogenannten Vierquadrantenbetrieb können die Frequenzumrichter den Motor in beide Drehrichtungen beschleunigen und auch wieder abbremsen, wodurch sich elektrische Energie in den Zwischenkreis rückspeisen lässt. Die Energiemenge, die der Zwischenkreis aufnehmen kann, ist allerdings begrenzt. Daher kommt bei den meisten Frequenzumrichtern ein Bremschopper zum Einsatz, der die überschüssige Energie in einem angeschlossenen Bremswiderstand in Wärme umwandelt und dadurch die Kondensatoren im Zwischenkreis vor Überlastung schützt.

Für einen Torhersteller in den USA hat man bei Feig eine Torsteuerung entwickelt, die besondere Anforderungen erfüllen musste. „Für die Antriebstechnik sind letztendlich immer die Masse des Tors und die Geschwindigkeit entscheidend“, erklärt Martin Krohn, der in der Entwicklung des Antriebsspezialisten für den Bereich Mechanik zuständig ist.

Antriebsleistung bis zu 2,2 kW

Für das aktuelle Projekt war eine Antriebsleistung von bis zu 2,2 kW notwendig, um die gewünschten Geschwindigkeiten realisieren zu können. Dementsprechend hoch ist auch die Energie, die der Bremsvorgang in den Zwischenkreis speist. Eine weitere Anforderung erläutert der in der Entwicklung für die Elektronik zuständige Erich Wiebe: „Die gesamte Steuerung mussten wir sehr kompakt bauen und den Bremswiderstand in das Gehäuse integrieren. Der Grund hierfür liegt in der hohen geforderten Schutzart des Systems. Der Kunde hat eine Schutzart gegen Wasser gemäß NEMA UL Type 4 verlangt, was in etwa der Schutzart IP66 oder IP67 entspricht.“ Damit ist beispielsweise auch ein Einsatz der Steuerung im Außenbereich möglich. Trotz der hohen Leistung, die der Bremschopper in Wärme umwandeln muss, sollte die Konstruktion der Steuereinheit daher sehr kompakt und dicht erfolgen. Gelöst haben die Entwickler diese Anforderungen, indem sie einen sehr flach bauenden Bremswiderstand der Frizlen direkt unter die Steuerplatine gesetzt haben. Als Abschluss an der Unterseite des Gehäuses installierte man direkt im Kontakt mit dem Bremswiderstand einen großzügig dimensionierten Kühlkörper, der die Wärme des Bremswiderstands an die Umgebung abgeben kann.

Da die Steuereinheit für den US-amerikanischen Markt bestimmt ist, musste auch eine Abnahme durch UL erfolgen. „Bei der UL-Abnahme muss man neben dem Erreichen der Schutzart sehr starkes Augenmerk auf den Brandschutz legen“, sagt Erich Wiebe: „Vorteilhaft ist es für die Abnahme auf jeden Fall, wenn man UL-konforme Komponenten verwendet.“ Da viele Bremswiderstände von Frizlen bereits eine UL-Zulassung haben, gab an dieser Stelle keine Schwierigkeiten.

Bei der Entwicklung ist man darauf angewiesen, schnell die passenden Komponenten zu erhalten, um die Designvorgaben erfüllen zu können. „Kundenspezifische Widerstände sind nicht von jedem Hersteller so einfach zu erhalten“, betont Erich Wiebe einen der großen Vorteile, den Frizlen als Lieferant seinen Kunden bietet. Die flache Bauform der Widerstände passt sehr gut in den Aufbau der Steuerung. Frizlen bietet seinen Kunden auch Unterstützung beim Engineering an. „In der Entwicklungsphase hat Frizlen uns schnell die gewünschten Muster und technischen Informationen zur Verfügung gestellt“, fasst Erich Wiebe die positiven Erfahrungen in diesem Projekt zusammen.

jg