Bauma-Interview: ABB-Wechselrichter nutzt Drei-Ebenen-Topologie

Mobiler Wechselrichter HES580-3L (Foto: ABB)

ABB ist bekannt für sein breites Angebot an Stromversorgungslösungen für die Elektrifizierungs- und Automatisierungsmärkte. Getreu seinem Anspruch, mit jeder Generation effizientere und effizientere Produkte zu liefern, präsentierte das schwedisch-schweizerische Unternehmen auf der Bauma 2025 in München erstmals den mobilen Wechselrichter HES580-3L, der gegenüber Vorgängermodellen eine Reihe bemerkenswerter Verbesserungen bietet.

„Was Antriebe für mobile Off-Highway-Geräte angeht, ist dies meiner Meinung nach das innovativste Produkt auf der Bauma“, sagte David Segbers, globaler Leiter des Produktmanagements bei Mobile ePower Products. Zwar muss er den neuen Wechselrichter in den höchsten Tönen loben, doch Segbers betont, dass es sich nicht nur um einen Hype handelt. „Ich bin fest davon überzeugt, dass wir hier etwas Besonderes geschaffen haben, insbesondere bei der Drei-Ebenen-Topologie.“

Internes Design

Die von ihm erwähnte Drei-Ebenen-Topologie soll einen gleichmäßigeren elektrischen Strom liefern und eine energieeffizientere Lösung darstellen als Einheiten, die ein Zwei-Ebenen-System verwenden.

„Ich würde sagen, es ist der benutzerfreundlichste Antrieb für Elektromotoren“ David Segbers, ABB

Während ein Zwei-Ebenen-Modell nur zwischen Plus (+) und Minus (-) umschalten kann, kann ein Drei-Ebenen-Modell zwischen Plus (+), Minus (-) und Null (0) umschalten. Das direkte Umschalten zwischen + und – erzeugt eine Welligkeit im elektrischen Strom, die die Effizienz der Stromzufuhr verringert und mit der Zeit den Elektromotor beschädigen kann. Die Drei-Ebenen-Topologie reduziert diese Welligkeit und eliminiert nahezu alle negativen Nebenwirkungen.

Die dreistufige Topologie wird durch die Anordnung der Halbleiter realisiert. Durch dieses Layout können wir die Oberschwingungsverluste im Motor um bis zu 75 % reduzieren, den Motorwirkungsgrad erhöhen und die Temperatur senken. Dadurch ist weniger Kühlung erforderlich, und im Vergleich zu einem zweistufigen Wechselrichter kann dem Motor mehr Leistung zugeführt werden.

„Das sanftere Schalten führt außerdem zu einer geringeren Belastung der Lager und der Wicklungsisolierung, was die Lebensdauer des Motors verlängert. Ich würde sagen, es ist der schonendste Antrieb für Elektromotoren“, erklärt Segbers.

Effizienzsteigerungen

„Der HES580 ist eine wirklich innovative Lösung. Er trägt zu einer verbesserten Energieeffizienz bei, und wir glauben, dass dies insbesondere beim Arbeiten mit Batteriestrom an Bedeutung gewinnen wird“, so Segbers. „Oder wenn Sie mit einem Hybrid-Diesel-/Elektroantrieb arbeiten, trägt der Wechselrichter dazu bei, den Dieselverbrauch zu senken.“

ABB hat bereits in einer Bahnanwendung gezeigt, dass die Drei-Ebenen-Topologie Energieeinsparungen von bis zu 30 % ermöglicht. Die Bahnindustrie ist bekannt dafür, im Umgang mit neuen Technologien eher konservativ zu sein. Segbers betont jedoch, dass dies durch den Bedarf an verbesserter Energieeffizienz ausgeglichen wird. Er hält es für „sehr wahrscheinlich“, dass ähnliche Werte auch bei Off-Highway-Maschinen erreicht werden, stellt aber klar, dass dies vom jeweiligen Einsatzprofil abhängt.

Doch wie Segbers anmerkt, ist nicht die Drei-Ebenen-Topologie selbst neu, sondern die Lösung ist jetzt für den mobilen Off-Highway-Markt verfügbar.

Wir zielen auf verschiedene Anwendungen in der Bau- und Bergbauindustrie ab, von Untertage-LKWs über Lader bis hin zu Elektrobaggern. Die Funktionsweise ändert sich zwar nicht, aber der neue Wechselrichter trägt zu allgemeinen Energieeinsparungen bei.