Nokian Renkaat, führender Hersteller von Winterreifen, führte im Frühjahr 1998 eine Erneuerung ein, als er den Antrieb ACS 600 MultiDrive von ABB zur Steuerung des Drehmoments und der Drehgeschwindigkeit der Motoren des neuesten Mischers in der Reifenfabrik in Nokia, Finnland, wählte. Wartungschef Timo Ylikoski sagt, daß das Wechselstromsystem anstatt des gebräuchlichen Gleichstromsystems gewählt wurde, um verschiedene Möglichkeiten für zukünftige Investitionen zu studieren. 

"Es gab kein Referenzobjekt, aber die Demonstration der Momentanregelzeit in der Prüfanlage von ABB überzeugte uns davon, daß die Wechselstromlösung die erforderliche Leistung bringen würde", sagt Ylikoski.
Eine zuverlässige Drehgeschwindigkeitssteuerung ist die wichtigste Forderung dieser Applikation an Motorantriebe. Zu den Leistungsmerkmalen der Produktserie ACS 600 gehört die direkte Drehmomentsteuerung (DTC), eine von ABB entwickelte Technologie. Bei DTC-Antrieben wird der Fluß und das Drehmoment direkt durch Inverterschaltung gesteuert. Während Betriebsstörungen kommen Überlastsituationen vor, und der Mischer muß vollbelastet neu gestartet werden.
Die Nennleistung des Motors des neuen Mischers in der Nokia-Fabrik ist 1500 kW. Der Mischer dient sowohl für die Mischung von Rohgummi als auch für die Mischung von Zusatz- und Vulkanisierungsmitteln in Gummiverbindungen. Die Mischer sind in Dauerbetrieb, sie laufen in drei Schichten, sieben Tage in der Woche. Der Betrieb der Mischer ist vollautomatisch und die Motorsteuerung ist in der Prozeßsteuerung integriert.
Der Mischzyklus dauert etwa 5 Minuten und gleich am Anfang ist ein großes Moment notwendig. Der Zyklus beginnt damit, daß nach und nach, über getrennte Einlässe, Rohgummiklumpen oder Platten von Gummiverbindungen und Zusatzmitteln in den Mischer gespeist werden.

Moment- und Drehzahlsteuerung
"Die Belastungskurve eines Gummimischers ist eigentümlich. Gleich am Anfang des Mischvorgangs ist ein großes Moment notwendig. In dieser Hinsicht haben Wechselstromantriebe einen gewissen Vorteil im Vergleich zu Gleichstromantrieben", sagt Timo Ylikoski.
Das System ACS600 MultiDrive in der Reifenfabrik von Nokia erzielt die notwendige Momenterhöhung mit einer Wechselrichter-Nennleistung von 3040 kVA. Die präzise Steuerung der Drehgeschwindigkeit ist während des ganzen Mischvorgangs wichtig, damit die gewünschte Qualität und Kapazität erreicht wird.
Die Zuverlässigkeit des Antriebssystems ist von wesentlicher Bedeutung bei kontinuierlichen Produktionsprozessen. Der Vorteil eines Wechselstromantriebs liegt daran, daß das System kaum Wartung benötigt. Ein Zwölfpuls-Gleichrichtersystem ist auch sehr netzfreundlich, sagt Ylikoski.



Geringer Motorenlärm
Ein weiterer Vorteil der direkten Drehmomentsteuerung ist es, daß der Motorenlärm merkbar geringer ist als bei der Alternativlösung. Zur Lärmbekämpfung in der Nokia-Fabrik gehört die Schalldämmung des Mischergetriebes. Damit liegt das Lärmniveau des DTC-gesteuerten Systems, zu dem der Mischer, das Getriebe und der Motor gehören, weit unter 80 dB.
Die Inbetriebnahme lief problemlos. In der ersten Zeit läuft der Mischer kontinuierlich fünf Tage in der Woche. Wenn die Schulung der neuen Operateure zu Ende ist, wird der Mischer 24 Stunden am Tag, sieben Tage in der Woche in Betrieb sein. "Wir haben keinerlei Schwierigkeiten gehabt", sagt Timo Ylikoski. "Das Motorantriebssystem funktioniert einwandfrei, wenn wir es in Ruhe arbeiten lassen."

Technische Daten
Wechselrichter:
Versorgungseinheit: ACA633-5200-6, 12 Impulse
Wechselrichtereinheit: ACA610-3040-6
Steuerung: Steuerung der Drehgeschwindigkeit ohne Codierer, analoge Referenzwerte vom Prozeßsteuerungssystem.

Betriebszyklus:
Füllung: 2 x Nominalmoment (TN) 12 s;
Mischung: Nominalmoment (TN = 14325 Nm) 248 s;
Entleerung: Momentverringerung vom Nominalwert auf null (TN=>0) 40 s.


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