Der von Grundfos 1993 im Markt eingeführte MGE-Motor zeichnet sich durch höchste Wirkungsgrade und insbesondere smarte Regelungsmodi sowie umfassende Konnektivität aus. Eine Besonderheit ist der im Motor integrierte Frequenzumrichter. Dieser ermöglicht eine stufenlose Drehzahlregelung, um die Förderleistung von Pumpen an den Bedarf anzupassen. Der Antrieb reagiert auf den Leistungsbedarf des Systems und passt sich mit den geringsten Energiekosten an. Die integrierte Antriebslösung benötigt anders als ein externer Frequenzumrichter keinen zusätzlichen Platz, ein Vorteil bei beengten Installationsverhältnissen. Zudem sind bei der integrierten Lösung keine abgeschirmten Motorkabel oder Ausgangsfilter erforderlich. Das senkt die Investitionskosten. Mit Hilfe des Frequenzumrichters ist andererseits bei Bedarf ein übersynchroner Betrieb durch eine höhere Drehzahl für mehr Leistung bei gleicher Pumpenbaugröße möglich.
Durch verschiedene Funktionsmodule mit Basis-, Standard- und erweiterten Optionen mit der entsprechenden Anzahl von Ein- und Ausgängen sowie weiteren Schnittstellen kann der Betreiber passend zur jeweiligen Anwendung eine Vielzahl integrierter Pumpenfunktionen nutzen. Die Spanne reicht von der einfachen Prozessregelung mit konstanten Parametern wie Druck, Volumenstrom, Füllhöhe und Temperatur bis hin zu komplexen Regelungen inklusive „AutoAdapt“- und „FlowAdapt“-Funktionalitäten. Der Betreiber profitiert von einer Reihe weiterer Vorteile. Beispielsweise sichert der Frequenzumrichter durch eine niedrige Drehzahl den schonenden Umgang mit dem Medium, ermöglicht eine Förderung bei niedrigem NPSH-Wert und reduziert den Geräuschpegel.
Aktuell startet Grundfos die Markteinführung des Modells K des MGE-Motors. Die Besonderheiten dieser Weiterentwicklung ist das neuartige Sicherheits-Level. Offene Systeme unter hohem Druck oder beim Handling mit Chemikalien oder Ölen, beispielsweise in der industriellen Wasseraufbereitung, müssen den geltenden Sicherheitsanforderungen entsprechen. Sie dürfen insbesondere kein Risiko für das Bedienpersonal darstellen. Im Maschinenbau sind dafür so genannte Performance Level (PL) einzuhalten, in der chemischen Industrie sind es die Safety Integrity Level (SIL).
Mit der Funktion STO (Safe Torque Off) erfüllen MGE-Modell K-Antriebe alle Anforderungen. Wird die in den Antrieb integrierte Sicherheitsfunktion STO aktiviert, beispielsweise unmittelbar durch das Öffnen der Tür zur Werkzeugmaschine, stoppt unter allen Betriebsarten sofort die Rotation. Der Bediener ist geschützt vor jeglicher Druckeinwirkung der Pumpe, beispielsweise aufgrund eines Kontakts mit heißem Medium. Der Vorteil der integrierten STO-Sicherheitsfunktion im Vergleich zur Standard-Sicherheitstechnik mit elektromechanischen Schaltgeräten ist der Wegfall separater Komponenten und des Aufwands, der für deren Verdrahtung und Wartung erforderlich wäre. Aufgrund der schnellen elektronischen Schaltzeiten hat die Funktion eine kürzere Schaltzeit als die elektromechanischen Komponenten in einer herkömmlichen Lösung.
Die Sicherheitsfunktion schützt nicht nur, sie verbessert zudem die Prozesseffizienz: Denn STO reduziert die Zeit zwischen zwei Werkstücken. Bisher benötigte ein Neustart 15 Sekunden, bis der Prozess wieder beginnen konnte. Diese Zeit spart der Betreiber nun. Eine höhere Prozesseffizienz bieten auch Verbesserungen in Sachen Konnektivität. Modbus RTU steht als Standard für Scada/HMI zur Verfügung, darüber hinaus Ethernet für Cloud-Lösungen. Beides beschleunigt den Datenaustausch. Selbst die sehr analoge Mechanik konnte weiter optimiert werden. Die Abschwächung des Lagerstroms verbessert die Lebensdauer der Lager und sorgt so für geringere Wartungskosten. Eine vergleichbare Verfügbarkeit war bislang nur durch teure Keramiklager möglich.
Das Modell K der MGE-Antriebe wurde in der Effizienzeinstufung als IE5-Motor kategorisiert. Jegliche Technik verliert einen Teil ihrer nutzbaren Energie. Je geringer die Verluste in einem Elektromotor sind, desto höher ist dessen Wirkungsgrad: Die Verluste eines IE5-Motors sind mehr als 30 Prozent geringer als die eines IE3-Motors. Das allein reduziert den Energieverbrauch um 600 Watt für einen 22 Kilowatt-Motor bei Volllast. Damit sinkt die Amortisationszeit deutlich. Aktuell sind MGE-Motoren Model K schon für Trockenläufer-Inlinepumpen TPE und Normpumpen NKE verfügbar. Im Laufe des dritten Quartals können auch mehrstufige Hochdruckpumpen CRE und mehrstufigen Eintauchpumpen MTRE mit elf bis 26 Kilowatt damit ausgerüstet werden. Weitere Typen der MTRE und die Druckerhöhungsanlagen Hydro Booster folgen 2024 genauso wie die Aktualisierung der Modelle J, H und I mit der neuen Software.
Laut ZVEI gehen rund 47 Prozent des gesamten Strombedarfs auf die Industrie. 70 Prozent davon sind elektrischen Antrieben zuzuschreiben. Durch energieeffiziente Motoren und eine Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter lassen sich 19 Prozent der Energie jährlich einsparen. Der Verband rechnet zudem den wirtschaftlichen Vorteil energieeffizienter Antriebstechnik vor: Rund 96 Prozent der Kosten eines Motors über seinen gesamten Lebenszyklus entfallen auf den Strombedarf, lediglich 2,5 Prozent auf die Anschaffungskosten.
In der EU sind etwa acht Milliarden Elektromotoren in unterschiedlichsten Applikationen im Einsatz. Kleine Motoren unter 750 Watt machen 90 Prozent des Elektromotorenbestandes aus. Sie haben aber nur einen Anteil von neun Prozent am gesamten Strombedarf. 68 Prozent davon entfallen auf Motoren mit einer Nennleistung zwischen 0,75 und 375 Kilowatt. Mengenmäßig bilden große Motoren mit Leistungen über 375 Kilowatt den geringsten Anteil, machen aber dennoch 23 Prozent des Energiebedarfs aus. Etwa 420 Millionen Elektromotoren fallen unter die 2021 aktualisierte Ökodesign-Verordnung. Es wird erwartet, dass die jährlichen Einsparungen bis 2030 auf 110 Terawattstunden ansteigen. Jährlich könnten damit 40 Millionen Tonnen CO2-Emissionen vermieden werden.
