Exaktes Messen verzerrter Netze mit SINEAX CAM - GMC ...

Exaktes Messen trotz stark
verzerrter Netze
Alexander Grüninger
SINEAX CAM von Camille Bauer
gewährleistet zuverlässige Prüfung
energieeffizienter Kühlgeräte
Kühlschrank, Gefriertruhe, Waschmaschine:
Viele elektrische Geräte sind aus modernen
Haushalten nicht mehr wegzudenken. Allen
ist eines gemeinsam: Sie verbrauchen Strom.
Ziel der Hersteller ist es deshalb, möglichst
energieeffiziente Geräte zu produzieren, die
den Geldbeutel und die Umwelt schonen. Das
stellt nicht nur Entwickler und Ingenieure vor
ständig neue Herausforderungen, sondern
auch die Prüfstände, an denen die Geräte einer
Leistungsmessung und Qualitätskontrolle
unterzogen werden. Die BSH Bosch Siemens
Hausgeräte GmbH (BSH) setzt bei ihren Prüfungen
den Messumformer SINEAX CAM von
Camille Bauer ein, einem Unternehmen der
METRAWATT International GmbH Gruppe.
Die BSH-Ingenieure arbeiten täglich daran,
den Strom- und Wasserverbrauch der Geräte
kontinuierlich zu reduzieren und gleichzeitig
die Leistung und den Bedienkomfort zu erhöhen.
Durch den Transfer von Know-how innerhalb
des Konzerns werden weltweit Standards
im Umweltschutz gesetzt. Die BSH bekennt
sich zum Leitbild der Nachhaltigkeit und damit
zum verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen.
Autor:
Alexander Grüninger, Vertriebsingenieur
GMC-I Messtechnik GmbH
Nürnberg, Deutschland
www.gossenmetrawatt.com
Zuständiger Produktmanager:
El.-Ing. (FH) Roger Rölli
Camille Bauer AG
Wohlen, Switzerland
roger.roelli@camillebauer.com
www.camillebauer.com
Damit der Verbraucher schon beim Kauf der
Geräte weiß, wie viel Energie sie verbrauchen,
sind bereits 1994 so genannte Energieeffizienzklassen
entwickelt worden. Diese Klassen,
die als Bewertungsskala für das europäische
Energielabel dienen, geben den durchschnittlichen
Energieverbrauch an. Sie reichen von A
bis G. Wird ein Gerät mit A gekennzeichnet,
bedeutet dies einen sehr geringen Energieverbrauch.
Auf dem Etikett ist in der Regel
auch der Wasserverbrauch angegeben. Um
Verbrauchern und Händlern eine erweiterte
Differenzierung zu ermöglichen, wurden zusätzlich
für Kühl- und Gefriergeräte die Energieeffizienzklassen
A+ sowie A++ entwickelt.
Sie sind seit etwa 2003 auf dem Markt und
sollen besonders umweltschonende Geräte
kennzeichnen. So verbrauchen A++-Geräte
nochmals 45 Prozent weniger Strom als Geräte
der Energieeffizienzklasse A.
Die BSH unterzieht alle ihre Produkte bei der
Herstellung umfassenden Prüfungen, so auch
die Kühl- und Gefriergeräte, die in Giengen
produziert werden. Die Fabrik im Osten Baden-Württembergs
kann auf eine lange Tradition
zurückblicken: Schon 1949 wurden dort
die ersten Kühlschränke gebaut. Zahlreiche
Innovationen wurden in Giengen entwickelt.
Alle Entwicklungs- und Forschungsaktivitäten
für die Kältegeräte der BSH werden von hier
aus weltweit koordiniert und betreut.
Die neue Generation von besonders energieeffizienten
Kühlschränken ist mit Frequenzumrichtern
für die Drehzahlregelung des
Kompressormotors ausgestattet. Mit dem
Einsatz von Frequenzumrichtern erhält man
einen optimalen, drehzahlvariablen Antrieb.
Allerdings haben Umrichter auch einige Nachteile.
Es kommt sowohl zur elektromagnetischen
Abstrahlung, als auch zu negativen
Rückwirkungen auf das Versorgungsnetz.
„Man erhält Rückwirkungen ins Netz, die eine
exakte Leistungsmessung mit den bisher
verwendeten Geräten verhinderte“, berichtet
Alexander Grüninger, Vertriebsingenieur von
GMC-I. Das Unternehmen, das für die Ausrüstung
der Prüfstände bei BSH verantwortlich ist,
fragte bei der Suche nach einer technischen
Lösung beim Schweizer Messspezialisten Camille
Bauer an. „Gemeinsam mit BSH haben
wir eine Lösung mit einem sehr guten Preis-
Leistungsverhältnis entwickelt“, sagt Grüninger.
Mit dem Standardmessumformer SINEAX
CAM können jetzt wieder genau und ohne
Probleme Wirk- und Blindleistung bestimmt
werden.
Für das Festsetzen der Energieeffizienzklassen
von Kühlgeräten mit drehzahlgeregelten
Verdichtermotoren muss die Wirkleistung in
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einem Fenster von 0 bis 600 Watt sehr genau
aufgenommen werden. Die Wirkleistung
wird an Prüfständen unter verschiedenen
Raumtemperaturen kontinuierlich gemessen,
auch im Stand-by-Betrieb. Anschließend
kann ein Techniker die Energieeffizienzklasse
bestimmen. Erste Probleme bei der Messung
der neuen Generation von Kühlgeräten stellten
die Spezialisten von BSH im Juli 2009
fest. „Es musste schnellstens eine Lösung
gefunden werden, um die produzierten Geräte
zuverlässig prüfen zu können“, berichtet
Grüninger. Wegen der Netzrückwirkungen der
Umrichter bot sich der Einsatz des schnellen
unterbruchsfreien Messsystems des SINEAX
CAM an, der auch für Messungen bei extremen
Netzrückwirkungen entwickelt wurde.
Camille Bauer stellte BSH zeitnah ein konfiguriertes
Muster zum Test zur Verfügung.
„An der schnellen Lösung waren Entwicklung,
Projektmanager und Außendienst beteiligt“, so
Grüninger.
SINEAX CAM
Der SINEAX CAM – „CAM“ steht für Controlling
Analyzing and Metering – erfasst die
elektrischen Messgrößen eines Versorgungsnetzes
lückenlos. Er ist für Messungen in
elektrischen Verteilnetzen oder Industrieanlagen
konzipiert. Durch die programmierbare
Erfassungsperiode und die hohe Abtastrate ist
das Gerät für die Erfassung von Eingangssignalen
mit variablem Messintervall (zum Beispiel
Vollwellensteuerungen), mit veränderter
Sinus-Form (zum Beispiel Phasenanschnitt-
Steuerungen) oder starker Verzerrung prädestiniert.
Die integrierten Energiezähler messen
sowohl die Netzwerte als auch extern angeschlossene
Geräte. Minimal- und Maximalwerte
werden korrekt mit Zeitstempel erfasst.
Die Grundgenauigkeit beträgt bei Strom und
Spannung 0,1 Prozent. Der Kunde kann vier
Klemmengruppen unterschiedliche Funktionen
zuordnen. Zur Verfügung stehen analoge
und digitale Ein- und Ausgänge sowie ein
Hochspannungseingang von 110/230 V AC
zur Spannungsüberwachung oder Synchronisation.
Nullleiterstrom-Messung, zwei Relaisausgänge
und ein universelles Schaltnetzteil
für die Hilfsenergieversorgung runden den
Leistungsumfang ab.
Da der CAM auch für stark verzerrte Netze
entwickelt wurde, bietet er sich grundsätzlich
für die Ausstattung von Prüfplätzen an, bei
denen Starkstromgrößen gemessen werden
sollen, aber auch bei der Modernisierung von
Leitwarten. „Durch seinen modularen Aufbau
lässt sich der SINEAX CAM optimal auf individuelle
Anwendungen und Informationsbedürfnisse
unserer Kunden zuschneidern“, ergänzt
Grüninger. Weitere Anregungen und Wünsche
von BSH, wie zum Beispiel der Autorange
des Messbereichs sowie die Darstellung und
Ausgabe der Verzerrungsblindleistung, will
Camille Bauer bei der Entwicklung neuerer
Versionen des SINEAX CAM berücksichtigen.
Doch schon heute sorgen die Geräte dafür,
dass auch bei der neuen Kühlgerätegeneration
wieder sehr genau und ohne Verfälschungen
durch Rückwirkungen ins Netz gemessen
werden kann.
BSH
Die BSH Bosch und Siemens Hausgeräte
GmbH gehört zu den weltweit führenden
Hausgeräteherstellern. Der Konzern entstand
aus einem Joint Venture zwischen der Robert
Bosch GmbH und der Siemens AG im Jahr
1967. Für die Unternehmensgruppe, die 2008
einen Jahresumsatz von rund 8,76 Milliarden
Euro erwirtschaftete und 42 Fabriken in 13
Ländern in Europa, USA, Lateinamerika und
Asien unterhält, sind rund 39’000 Mitarbeiter
tätig. Im umfassenden Markenportfolio sind
Bosch und Siemens die Hauptmarken. Das
Produktspektrum umfasst Haushaltsgroß- und
kleingeräte sowie Bodenpflege- und Warmwassergeräte.
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