Sicherheit beim Einsatz von stromrichtergespeisten Antrieben

Status:

abgeschlossen 04/1995

Zielsetzung:

Im Zuge der technischen und industriellen Entwicklung sind konventionelle Antriebe in vielen Bereichen durch stromrichtergespeiste Antriebe ersetzt worden. Bei Antrieben mit hoher Dynamik ist eine Abschaltung der Energiezufuhr durch elektromechanische Bauteile sicherheitstechnisch unzureichend. Eine neue Art der Abschaltung eröffnet Chancen, die Sicherheit von Maschinen zu erhöhen. Auf Initiative der berufsgenossenschaftlichen Fachausschüsse Druck und Papier, Eisen und Metall I und II und Steine und Erden II sollte eine Zusammenstellung von Anwendungsbeispielen erstellt werden. Diese Unterlage sollte die Arbeit der Fachausschüsse unterstützen, der Beratung von Firmen dienen und darüber hinaus Normungsgremien bei der Erarbeitung von C-Normen Hilfestellung bieten.

Aktivitäten/Methoden:

Es wurde zusammen mit den Fachausschüssen untersucht, ob durch den Einsatz von Stromrichtern neue Gefährdungen entstehen, denen evtl. mit neuen Maßnahmen zu begegnen ist. Hierzu wurden Gefährdungspotenziale moderner Industriemaschinen untersucht, Vorgaben in einschlägigen Vorschriften und Normen beispielhaft zusammengestellt und Untersuchungen an stromrichtergespeisten Antrieben bei Ausfällen oder Störbeeinflussung durchgeführt. Bisher angewandte Maßnahmen zur Vermeidung oder Abwendung von Gefährdungen bei Versagen der Steuerung wurden neuentwickelten Maßnahmen gegenübergestellt.

Ergebnisse:

Die Untersuchungen zeigten, dass mit elektronischen Antriebssteuerungen der "Sichere Halt" auch ohne eine galvanische Trennung realisiert werden kann, indem die Spannungsversorgung für die Impulsformerstufen (kontaktbehaftet) abgeschaltet wird. Die erreichte Sicherheit ist gleichwertig mit der galvanischen Trennung. Der Schutz gegen Überschreiten einer vorgegebenen Drehzahl ist durch den Stromrichter im Allgemeinen nicht sicher gewährleistet. Es sind u. U. zusätzliche übergeordnete Überwachungseinrichtungen erforderlich, oder die Steuerung muss besondere Anforderungen hinsichtlich des Steuerungsniveaus erfüllen. Eine sichere Bremsung kann durch den Stromrichterantrieb alleine in der Regel nicht erreicht werden. Üblicherweise werden daher zusätzliche Bremseinrichtungen eingesetzt. Eine Ausnahme können Systeme darstellen, die durch geeignete konstruktive und strukturelle Maßnahmen ein vergleichbares Sicherheitsniveau erreichen. Weitere Arbeiten wurden zu Antriebssteuerungen durchgeführt. Hierbei wurde insbesondere gezeigt, dass der "Sichere Halt" auch ohne den Einsatz elektromechanischer Betriebsmittel ausschließlich durch elektronische Bauteile möglich ist. Auch die sichere Drehzahlbegrenzung ist ohne übergeordnete Überwachungseinrichtung inzwischen realisierbar.

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