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Beim Kauf einer großen hydraulischen Ballenpresse, Schrottschere, Portalschere oder Metallrecyclingmaschine ist die Auswahl der richtigen Kapazität und des richtigen Modells nur ein Teil des Projekts. Eine Frage kann darüber entscheiden, ob die Anlage tatsächlich erfolgreich in Betrieb genommen werden kann: Kann das vorhandene Fabrikstromnetz dies unterstützen?

In Schrottplätzen, Stahlwerken, Gießereien und Recyclingbetrieben orientieren sich Einkäufer naturgemäß zunächst an den Produktionsanforderungen:

„Wie viele Tonnen pro Stunde kann die Maschine verarbeiten?“

„Welche Schnitt- bzw. Druckkraft brauchen wir?“

„Wie hoch ist die installierte Motorleistung?“

Bevor jedoch die Ausrüstungsspezifikation finalisiert wird, verdient eine weitere Frage die gleiche Aufmerksamkeit:

Wie viel elektrische Leistung steht am Aufstellungsort tatsächlich zur Verfügung?

Wenn dies erst entdeckt wird, nachdem die Maschine hergestellt wurde – oder schlimmer noch, nachdem sie im Werk angekommen ist – muss der Käufer möglicherweise mit Transformator-Upgrades, größeren Kabeln, Änderungen an der Schaltanlage und Verzögerungen bei der Inbetriebnahme rechnen.

Warum es nicht ausreicht, „400 V, 50 Hz“ zu kennen

Eine gängige elektrische Spezifikation, die bei einer internationalen Geräteanfrage bereitgestellt wird, ist:

400V / 50Hz / 3 Phasen

Diese Informationen sind notwendig, aber bei Maschinen mit einer installierten Motorleistung von mehreren zehn oder hundert Kilowatt reichen sie nicht aus, um festzustellen, ob die Fabrik die Anlage betreiben kann.

Käufer und Lieferanten sollten zwischen mehreren elektrischen Parametern unterscheiden.

Die Spannung (V) bestimmt die elektrische Nennleistung, die für Motoren und elektrische Komponenten erforderlich ist.

Die Frequenz (Hz) – üblicherweise 50 Hz oder 60 Hz – beeinflusst die Auswahl des Motors und des elektrischen Systems.

Bei schwerer industrieller Hydraulikausrüstung ist die Phase normalerweise dreiphasig.

Aber eine andere Frage wird häufig übersehen:

Wie hoch ist der maximal verfügbare Eingangsstrom und wie viel freie Transformatorkapazität verfügt die Fabrik tatsächlich?

Zwei Fabriken verfügen möglicherweise beide über 400 V/50 Hz/3-Phasen-Strom, verfügen aber über völlig unterschiedliche Möglichkeiten, dieselbe Maschine zu betreiben.

Möglicherweise verfügt man über erhebliche freie Transformatorkapazität. In einer anderen Anlage verbrauchen möglicherweise bereits vorhandene Produktionslinien, Kompressoren, Kräne und andere Maschinen den größten Teil der verfügbaren Energie.

Daher:

Die richtige Spannung bedeutet nicht automatisch eine ausreichende Leistungskapazität.

Das versteckte Problem: Starten eines großen Motors

Große hydraulische Recyclinganlagen verwenden üblicherweise leistungsstarke Dreiphasen-Induktionsmotoren zum Antrieb von Hydraulikpumpen.

Ein Motor mit einer Nennleistung von 37 kW, 55 kW oder 75 kW beschreibt seinen Nennbetriebszustand. Es wird nicht die ganze Geschichte darüber erzählt, was während des Startvorgangs passiert.

Große Motoren können beim Anlaufen ein Vielfaches ihres Nennstroms aufnehmen. Schneider Electric weist darauf hin, dass große Motoren, die direkt online gestartet werden, etwa das Fünf- bis Siebenfache des Nennstroms aufnehmen können, was möglicherweise zu erheblichen Spannungsabfällen führt, wenn sie an ein relativ schwaches Stromnetz angeschlossen werden.

Dies erklärt eine Situation, die ansonsten für Käufer verwirrend sein kann:

Die Fabrik verfügt möglicherweise über genügend Strom, um die Maschine nach dem Start zu betreiben, hat aber immer noch Schwierigkeiten, sie zu starten.

Mögliche Symptome sind lästiges Auslösen des Leistungsschalters, erfolglose Motorbeschleunigung, Spannungseinbrüche, Störungen anderer Geräte, Schutzauslösungen und unzureichendes Anlaufdrehmoment.

Auch das Kabeldesign ist wichtig. Lange Motorkabel führen zu einem Spannungsabfall, und ein übermäßiger Spannungsabfall kann sich sowohl auf den Stromverbrauch als auch auf das verfügbare Motordrehmoment auswirken.

Ein häufiger Fehler: „Die Maschine hat 110 kW Motoren, wir brauchen also nur 110 kW“

Die elektrische Dimensionierung sollte nicht auf diese Weise angegangen werden.

Stellen Sie sich eine Recyclingmaschine vor, die mit zwei 55-kW-Motoren ausgestattet ist, was einer installierten Gesamtmotorleistung von 110 kW entspricht.

Einfach berechnen:

55 kW × 2 = 110 kW

beweist nicht, dass die vorhandene elektrische Infrastruktur ausreichend ist.

Bei der technischen Bewertung sollten auch berücksichtigt werden, ob die Motoren gleichzeitig oder nacheinander starten, die Startmethode, der Motornennstrom, der zulässige Anlaufstrom, vorhandene Belastungen des Transformators, die freie Kapazität des Transformators, die Kabellänge und der Spannungsabfall, den die Anlage tolerieren kann.

Mit anderen Worten: Das elektrische System muss als System bewertet werden – und nicht einfach anhand der kW-Angabe im Angebot.

Was passiert, wenn die Fabrik nicht über genügend elektrische Kapazität verfügt?

Eine unzureichende Kapazität bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Projekt abgebrochen werden muss.

Der wichtige Punkt besteht darin, die Einschränkung zu identifizieren, bevor mit der Herstellung begonnen wird.

Option 1: Überprüfen Sie die Motorstartmethode

Je nach Maschinen- und Lastcharakteristik kommen Stern-Dreieck-Anlauf, Sanftstarter oder Frequenzumrichter in Betracht.

Ein Softstarter kann die elektrische Belastung während der Beschleunigung reduzieren, während ein VFD sowohl Spannung als auch Frequenz steuert, um eine kontrolliertere Beschleunigung zu ermöglichen.

Die Analyse von Schneider Electric zum Anlassen großer Motoren zeigt, dass DOL, Sanftanlauf mit reduzierter Spannung und VFD-Anlauf erheblich unterschiedliche Anlaufströme und entsprechende Spannungsabfälle erzeugen können.

Allerdings gibt es eine wichtige Einschränkung:

Ein Softstarter oder VFD kann keine elektrische Kapazität erzeugen, über die die Fabrik nicht verfügt.

Dadurch kann zwar der Anlaufbedarf reduziert werden, aber wenn die verfügbare Transformatorkapazität auch während des normalen Maschinenbetriebs nicht ausreicht, kann eine Änderung der Anlaufmethode allein das grundlegende Problem nicht lösen.

Option 2: Große Motoren nacheinander starten

Bei Maschinen, die mit mehreren Hauptmotoren ausgestattet sind, kann der Hersteller prüfen, ob ein sequentielles Starten technisch möglich ist:

Motor 1 startet und stabilisiert → Motor 2 startet

Dadurch kann verhindert werden, dass mehrere Anlaufstromspitzen gleichzeitig auftreten.

Dies muss jedoch je nach hydraulischem System und Betriebslogik bewertet werden. Käufer sollten die Startreihenfolge nach der Installation nicht eigenständig ändern.

Option 3: Aktualisieren Sie den Transformator oder das Verteilungssystem

Liegt der normale Betriebsbedarf bereits nahe an oder über der verfügbaren Kapazität der Anlage, kann die praktische Lösung darin bestehen, die Transformatorkapazität zu erhöhen, einen speziellen Transformator zu installieren oder die Einspeisung, Schaltanlage oder Kabel zu modernisieren.

Bei solchen Arbeiten sollte in der Regel ein qualifizierter örtlicher Elektrotechniker hinzugezogen werden, da die Versorgungsbedingungen, Schutzanforderungen, Kurzschlussniveaus und örtlichen Elektrovorschriften je nach Projekt unterschiedlich sind.

Option 4: Neugestaltung der Ausrüstung entsprechend dem verfügbaren Angebot

Wenn die Aufrüstung des Fabriknetzes zu teuer ist, kann der Käufer dem Maschinenhersteller den maximal verfügbaren Strom zur Verfügung stellen und eine alternative Konfiguration prüfen.

Mögliche Änderungen können eine andere Motorkombination, eine optimierte Startsequenz, eine alternative Startmethode, ein geändertes Produktionsziel oder die Verteilung der Lasten auf separate Stromversorgungen sein.

Bei einer scheinbar einfachen Lösung sollten Käufer jedoch vorsichtig sein:

Reduzieren Sie die Motorleistung, um die Eingangsstromgrenze einzuhalten und gleichzeitig die exakt gleiche Produktionsleistung zu erwarten.

In einer hydraulischen Maschine sind Motorleistung, Pumpenfluss, Hydraulikdruck, Zykluszeit und Produktionskapazität miteinander verbunden. Eine Verringerung der verfügbaren Antriebsleistung kann die Betriebsgeschwindigkeit verringern oder verhindern, dass das Gerät seine ursprünglich vorgesehene Leistung erreicht.

Elektrische Informationen, die Käufer vor der Bestellung bereitstellen sollten

Eine nützliche Checkliste für den Elektrokauf vor dem Kauf umfasst:

Wenn der verfügbare Eingangsstrom unbekannt ist, kann der Käufer einen örtlichen Elektriker bitten, den Hauptschalter, das Typenschild des Transformators und die vorhandenen Anlagenlasten zu überprüfen und dann die relevanten Spezifikationen oder Fotos mit dem Gerätelieferanten zu teilen.

Warum diese Diskussion vor der Herstellung stattfinden sollte

Bei schweren Industriemaschinen ist die Anpassung des elektrischen Systems nicht nur eine Frage des „Auswechselns des Steckers“.

Unterschiedliche Spannungs-, Frequenz- und Strombedingungen vor Ort können sich auf Motoren, Schaltschränke, Leistungsschalter, Schütze, Softstarter oder VFDs, Kabeldimensionierung, Schutzstrategie und Steuerungsdesign auswirken.

Je später eine Nichtübereinstimmung entdeckt wird, desto teurer kann es werden.

Wenn das Problem während der technischen Bewertung gefunden wird, kann der Käufer die Kosten für die Aufrüstung der elektrischen Infrastruktur der Anlage mit den Kosten- und Leistungsauswirkungen einer Änderung der Maschinenkonfiguration vergleichen.

Das Erkennen des gleichen Problems nach dem Eintreffen der Ausrüstung kann zu Verzögerungen bei der Installation, zusätzlichem technischen Aufwand und Störungen im Produktionsplan des Käufers führen.

Eine praktische Empfehlung für Käufer

Bevor Sie eine Schrottpresse, eine hydraulische Schere, eine Portalschere, eine Brikettierpresse oder eine große Metallrecyclingmaschine bestellen, sollten Sie sich nicht mit der Frage begnügen:

„Wie viel Kilowatt braucht diese Maschine?“

Stellen Sie die nützlichere Frage:

„Kann diese Maschine mit der derzeit in unserem Werk verfügbaren elektrischen Kapazität sicher starten und kontinuierlich arbeiten?“

Vor Unterzeichnung der Bestellung sollten der Maschinenlieferant und der örtliche Elektrotechniker des Käufers idealerweise die Versorgungsspannung, die Frequenz, den Nennbetriebsstrom, die Startmethode, den erwarteten Startstrom, die Transformatorkapazität und die vorhandenen Anlagenlasten überprüfen.

Bei einem großen Industrieprojekt ist das kostengünstigste elektrische Problem das, das vor dem Bau der Maschine entdeckt wird.