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antriebstechnik 1-2/2017

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Energieeffizienz auf

Energieeffizienz auf IE4-Niveau Ölfreie Synchron-Trommelmotoren erzielen hohe Energiespareffekte und bieten Sicherheit vor Kontaminationen Synchron-Trommelmotoren weisen eine hohe Leistungsdichte bei sehr geringer Verlustleistung auf. Sie erreichen eine Energieeffizienz auf IE4-Niveau und ermöglichen eine Standardisierung der Komponenten auf einen einzigen Formfaktor. Der neue Synchron-Trommelmotor eines nordrhein-westfälischen Unternehmens ist der erste in ölfreier Auslegung. Trommelmotoren sind vielfach zum Standard für fördertechnische Aufgaben geworden. Ihr Vorteil gegenüber alternativen Antrieben ist, dass der Trommelmotor direkt im Antriebsrohr für den Fördergurt oder das Modulband sitzt und so jede Menge Platz, Komponenten und Konstruktionsaufwand spart. Für die Lebensmittelindustrie gehören sie in Edelstahlausführung in jedes Pflichtenheft eines hygienischen Designs. Ein kleines Manko haben aber fast alle Trommelmotoren dennoch: Ihr Getriebe wird oft noch mit Öl geschmiert. Insofern kann nicht ausgeschlossen werden, dass dieses Öl auch austreten kann. Um maximale Sicherheit vor Kontaminationen von Lebensmitteln zu erzielen, ist es sinnvoll, ausschließlich Trommelmotoren ohne Öl einzusetzen. Momentum Technologies hat deshalb die erste ölfreie Trommelmotorreihe auf den Markt gebracht. Die Motoren können damit insbesondere die bislang in der Lebensmittelindustrie im Einsatz befindlichen Synchron-Trommelmotoren mit Öl- Gerhard Froebus ist Geschäftsführer bei Momentum Technologies in Hückelhoven-Baal füllung substituieren. Neben dem Ölfrei- Argument gibt es aber noch weitere Merkmale, die auch für Anwender in anderen Branchen interessant sind, bspw. die Leistungsdaten, die zum Teil noch über denen des ölhaltigen Wettbewerbs liegen. Einer für alle: Hohe Leistungsdichte und Standardisierung So erreicht die hohe Energieeffizienz der neuen Synchron-Trommelmotoren bereits heute Wirkungsgrade auf IE4-Niveau, obwohl sie für die Leistungsklasse der Trommelmotoren gar nicht angewandt werden müsste. Das spart gegenüber konventionellen Asynchron-Trommelmotoren viel primäre und sekundäre Stromkosten, denn sie verrichten bei normierter Leistungsaufnahme und normierter Baugröße eine bis zu 5,7- fache Arbeit bzw. brauchen weniger als 20 % der Energie für die gleiche Wirkleistung. Im Vergleich zu asynchronen Winkelmotoren fällt die Leistungsbilanz noch deutlicher zu ihren Gunsten aus. Neben dem hohen Energiespareffekt trägt die hohe Leistungsdichte der Motoren auch zur Standardisierung des im Einsatz befindlichen Trommelmotorportfolios bei. Es ist oft nicht mehr erforderlich, für größere Strecken und schwerere Lasten einen größeren Trommelmotordurchmesser zu nehmen. Sehr oft können Motordurchmesser, die über 113 mm liegen, wegfallen. Es werden nur noch die Durchmesser 82 für sehr beengte Verhältnisse sowie der 113er Motor als Standardmotor für alle Fälle benötigt. Bei entsprechenden Stückzahlen macht sich das für Kunden auch in den Beschaffungspreisen bemerkbar. Zudem können Maschinen- und Anlagenbauer auch Kosten bei der Förderanlagenkonstruktion, Dokumentation, Ersatzteilbevorratung und Wartung einsparen. Sollte konstruktionsbedingt dennoch ein größerer Durchmesser benötigt werden, können diese ebenfalls geliefert werden. Cool: Geringe Eigenerwärmung Durch ihren hohen Wirkungsgrad sparen die ölfreien Motoren auch Strom: So haben vergleichbare konventionelle Trommelmotoren 190 W mehr Verlustleistung, die rein als Wärme abgegeben werden. Das ergibt 1 kW gewonnene Energie schon nach 5 ¼ Stunden Betriebszeit des MTS Motors. Bei einem 24/7 Betrieb und 10 Cent pro 50 antriebstechnik 1-2/2017

ELEKTROMOTOREN Kilowattsunde spart der Motor pro Jahr direkte Stromkosten in Höhe von 166,44 EUR. Im Vergleich zu einem Winkelgetriebemotor ist die Bilanz noch besser: Hier spart alleine ein MTS Motor im Jahr 219 EUR primäre Energiekosten im Dauerbetrieb. Müssen die Hallen zudem noch klimatisiert werden, so addieren sich die Einsparungen durch die Sekundärenergie hinzu. Kunden können mit den Synchron-Trommelmotoren also die Betriebskosten ihrer Förderanlagen nachhaltig senken und zudem zur CO 2 -Reduktion beitragen. Die hohe Energieeffizienz hat auch einen angenehmen Nebeneffekt: Die Motoren bleiben kühl. Die Betriebstemperatur eines MTS 82 liegt bei 380 W bei lediglich 60 °C bei Nennbedingungen. Vergleichbare Asynchron-Motoren würden bei dieser Leistung eine Abwärme von 120 °C am Trommelrohr ohne Gurt oder mit Kunststoffgliederbändern erreichen. Diese geringe Abwärme hat Vorteile bei sensiblen Fördergütern, bspw. Schokolade. Darüber hinaus wird der Förderbandgurt auch geringerem thermischen Stress ausgesetzt, was z. B. bei den hygienischen thermoplastischen Bändern von Vorteil ist, die man nicht so stark spannen kann wie herkömmliche Gurte. Gegensätze vereint: Kraft und Geschwindigkeit in einem Synchron-Trommelmotoren bieten auch ein hohes Drehmoment, das zudem über das gesamte breite Geschwindigkeitsspektrum anliegt. Auf diese Weise werden schnelle Starts und Stopps möglich, z. B. in Abfüll- und Verpackungsprozessen. Realisierbar ist dies auch bei schweren Lasten sowie bei hohen und langsamen Geschwindigkeiten. Je nach Anwendung kann man so auch Servomotor-Technologie ersetzen. Vergleicht man die Geschwindigkeitsbereiche synchroner und asynchroner Trommelmotoren, so unterscheidet sich das Dreh- und Anlaufmoment zwar kaum im ganz langsamen Bereich von 0,025 bis 0,1 m/s, aber schon bei 0,1 bis 1 m/s fallen die Werte um rund 20 % deutlich zugunsten des Asynchron-Trommelmotors aus. In besonders schnellen Applikationen mit 1 bis 18 m/s unterscheiden sich die Leistungswerte noch eklatanter. Hier liefern Asynchron- Motoren maximal nur ein Drittel der Leistungswerte der neuen Synchron-Trommelmotoren. Reinigungskolonnen können den neuen Synchron-Trommelmotoren übrigens nichts anhaben, denn sie sind gegen Schwallwasser, Spritzwasser und Wasserstrahlen von Hochdruckreinigern und Dampfstrahlern gewappnet. Sie können diese Belastungen auch im laufenden Betrieb aushalten, sodass sie sich auch für Clean-in-Place- Reinigungskonzepte eignen, die darauf ausgelegt sind, stets reproduzierbare Ergebnisse und damit höchste Betriebssicherheit zu gewährleisten. Faktenreich: Die Leistungsdaten Der MTS Synchron-Trommelmotor kommt überall dort zum Einsatz, wo eine hohe Leistungsdichte bei beengten Platzverhältnissen gefordert ist. Applikationsfelder finden sich von schnellen Sortern und Ein-/ Ausschleusern über Pick-and-Place-Anwendungen bis hin zu platzsparender Fördertechnik in Förderkörben für Hochregaltechnik. In Edelstahlausführung ist der hygienische, ölfreie All-in-One-Antrieb auch für fördertechnische Applikationen in der Lebensmittelindustrie ausgelegt – dies nicht nur durch den geringen Strombedarf, sondern auch durch den ölfreien Betrieb sowie das wartungsfreie und leicht zu reinigende Design. Angeboten wird der Synchron-Trommelmotor in zwei Durchmessern und kompatibler Auslegung zu konkurrierenden Lösungsangeboten. Der MTS113 Synchron-Motor mit 113 mm Durchmesser deckt das weiteste Leistungsspektrum ab. Er ist mit einer Nennleistung bis zu 1 000 W erhältlich und mit einer Fördergeschwindigkeit von mehr als 1,5 m/s für durchsatzstarke Logistikstrecken ausgelegt. In Förderanlagen mit noch beengteren Platzverhältnissen kommt der MTS82 mit 82 mm Durchmesser und maximal 380 W Nennleistung zum Einsatz. Maschinen- und Anlagenbauer können ihre Lösungen so noch platzsparender auslegen. www.momentum-tec.de 01 Die geballte Kraft der Asynchron- Trommelmotoren befindet sich in 80 mm oder 113 mm großen Trommelrohren 02 Der Synchron-Motor wird bei gleicher Nennleistung (370 W) nur halb so warm (60 °C Oberflächentemperatur) wie der Asynchronmotor (120 °C), obwohl er nur etwa halb so groß ist und deshalb viel weniger Wärme abführen kann antriebstechnik 1-2/2017 51

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