Der Konstrukteur 10/2022

ANTRIEBSTECHNIK
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02 Der IE5+-Synchronmotor ist in einer Washdown-Version
für die Lebensmittelindustrie verfügbar
03 Der Getriebemotor erreicht durch die vollständige
Integration in einem Gehäuse und hocheffiziente
Motortechnologie einen hohen Systemwirkungsgrad
04 Der energieeffiziente und weltweit einsetzbare IE3-Motor
liegt im Leistungsbereich 0,12 bis 45 kW
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
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wirtschaftlichen Grenzen. In einigen Motorgrößen bedeutet das
für die Hersteller den Einsatz teurer Kupfer-Rotoren, um einen
Baugrößensprung zu vermeiden. Für den Getriebeanbau bedeutet
der IE3-Motor, dass die Flansche durch höheres Motorgewicht
stärker belastet werden. Zur Jahresmitte 2021 entfiel im Geltungsbereich
der EU-Ökodesign-Richtlinie die legale Möglichkeit, den
IE3-Motor durch IE2-Motoren in Kombination mit Frequenzumrichtern
zu „umgehen“. Dadurch sind die Verkaufszahlen der IE3-
Motoren angestiegen. Das gilt auch für zwei-, sechs- und achtpolige
Motoren – auch wenn hier die Zahlen deutlich geringer
sind als bei vierpoligen Ausführungen. Für die Leistungen von 75
bis 200 kW wurde in der Richtlinie bereits eine Weichenstellung
für 2023 aufgenommen – dann wird die IE4-Klasse auch für die
Standard-Asynchronmotoren größerer Leistungen Realität. Mit
den Baugrößen wachsen die Effizienzwerte, deshalb sind die
Differenzen zwischen IE3- und IE4-Motoren physikalisch einfacher
und mit weniger Anpassungen erreichbar.
Um für kleinere Motoren weitere Effizienz zu erreichen, sind
Konzeptänderungen nötig. Nord Drivesystems geht den Weg mit
vierpoligen IE4-Synchronmotoren, die am Umrichter betrieben
werden. Sie sind äußerlich nicht von den Asynchronmotoren zu
unterscheiden, passen in die Gehäusesysteme und lassen ähnliche
Kombinationen mit den Standardgetrieben im Direktanbau
oder im Adapteranbau zu. Auch aufgebaute Umrichter sind
möglich.
ES GEHT WEITER MIT DER
VERLUSTLEISTUNGSMINDERUNG
Erst ein weiterer Schritt hin zu einem neuen System eines an einem
Frequenzumrichter betriebenen Permanentmagnet-Synchronmotors
mit einer Effizienz, die einer IE5+ entspricht, hat weitere Chancen
zur Verlustleistungsminderung erbracht: Mit der Einzelzahnwicklung
wurde der kürzeste Wickelkopf Realität, der physikalisch in
der klassischen Magnetflussführung machbar ist.
Hinzu kam ein Eisenpaket aus hochwertigem, verlustarmem
Material mit folgendem Prinzip: Überall dort, wo Material nicht
zur Flussführung gebraucht wird, kann es weggelassen werden.
So bleibt Platz für die Kupferwicklung mit geringem Widerstand
und kompakter Spule. Die aufgrund der achtpoligen Bauweise
nötigen Frequenzen von 200 Hz bei bis zu 3.000 U/min damit
noch beherrschbar. Die optimierte Rotorkontur bringt wenig Momenten-Ripple
und geringe Cogging-Torque-Störungen ein, sodass
der Motor für die Regelung gutmütig ist – wenn auch induktivitätsarm
und recht schnell in der Reaktion. Zusammen mit
dem massenträgheitsarmen Rotor bietet er dem Anwender die
Möglichkeit, ein häufiges Abschalten (Start-Stopp-Betrieb) zur
Verlustminderung ohne große Energieverluste in den bewegten
Massen zu realisieren.
NEUE MOTORTECHNIK MIT HOHEM
INTEGRATIONSGRAD
Mit der neuen Motorengeneration IE5+ macht Nord Drivesystems
den Schritt in eine neue Produktsystemlandschaft mit Fokus auf
höchste Energieeffizienz bei gleichzeitig kompakter Bauweise.
Der Synchronmotor in Baugröße 71 ist für den Leistungsbereich
von 0,35 bis 1,1 kW mit einem Dauerdrehmoment von 1,6 bis
4,8 Nm und Drehzahlen von null bis 2.100 U/min geeignet, in
Baugröße 90 für den Leistungsbereich von 1,1 bis 2,2 kW mit
einem Dauerdrehmoment von 6,8 bis 10 Nm. Bei Leistungsdichte,
Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit setzt dieser neue Motor
Performance-Maßstäbe; Nord Drivesystems konnte sie mit der
jüngsten Weiterentwicklung zum Getriebemotor Duodrive, dem
vollständig in ein einstufiges Stirnradgetriebe integrierten IE5+-
Synchronmotor, weiter optimieren.
Bilder: BillionPhotos.com – stock.adobe.com, sonstige Nord Drivesystems
www.nord.com
30 DER KONSTRUKTEUR 2022/10 www.derkonstrukteur.de