Einsatz von Wechselstrommotoren in der Industrie

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Einphasenmotor - Wechselstrommotoren

Im Haushalt sowie im Handwerk sind Wechselstrommotoren sehr häufig anzutreffen. In industriellen Anwendungen sind sie dagegen nur in bestimmten Branchen zu finden. Welche Arten von Wechselstrommotoren es gibt und wo sie in der Industrie häufig zur Anwendung kommen, wird im Folgenden erläutert.

NORD Blog-21 Einphasenmotor

Elektromotoren können grundsätzlich in Gleichstrommotoren, (Einphasen-)Wechselstrommotoren und Drehstrommotoren untergliedert werden. Der Unterschied zwischen Wechselstrommotoren und Drehstrommotoren ist, dass Drehstrommotoren an drei Wechselspannungen angeschlossen werden, die um 120° phasenverschoben sind (Drehstrom). Durch diese Phasenverschiebung wird ein Drehfeld in den Wicklungen der Motoren und somit eine Drehbewegung erzeugt. Wechselstrommotoren werden dagegen am einphasigen Netz betrieben. Durch den einphasigen Anschluss steht bei ihnen – im Gegensatz zu den Drehstrommotoren – nicht schon durch die Energieversorgung ein Drehfeld zur Verfügung.

NORD Blog-21 Einphasenmotor - Wechselstrommotoren

Arten von Wechselstrommotoren

Um ein Drehfeld bei Wechselstrommotoren zu erzeugen und somit den Rotor in Bewegung zu setzen, sind im Gegensatz zu Drehstrommotoren konstruktive Maßnahmen notwendig. Im Lauf der Zeit wurden für die Erzeugung des Drehfelds verschiedene Arten von Wechselstrommotoren entwickelt. Dies sind unter anderem der:

  • Einphasen-Asynchronmotor:
    Eine Sonderart des Drehstromasynchronmotors ist der Einphasen-Asynchronmotor. Wie alle Asynchronmaschinen besitzt auch dieser Wechselstrommotor einen Kurzschlussläufer. Der große Nachteil der ersten Motoren dieser Bauart war, dass sie nicht selbstständig anlaufen konnten. Der Rotor wurde daher Anfang/Mitte des 20. Jahrhunderts beim Einsatz in landwirtschaftlichen Geräten per Hand oder mittels anderer Hilfsmittel in Bewegung gesetzt. Heute ist der Einphasen-Asynchronmotor meist mit einer Hilfswicklung und einem in Reihe geschalteten Betriebskondensator ausgerüstet (Kondensatormotor). Diese erzeugen zusammen mit der parallel geschalteten Hauptwicklung ein Drehfeld. Optional kann neben dem Betriebskondensator noch ein Anlaufkondensator geschaltet werden, der für ein hohes Anlaufmoment sorgt. Dieser Anlaufkondensator wird (wie der Name es schon andeutet) nach dem Hochlaufen durch einen mechanischen oder elektronischen Schalter abgeschaltet. Große Vorteile der Einphasen-Asynchronmotoren sind die hohe Laufruhe, die Wartungsfreiheit sowie die robuste und preiswerte Konstruktion.
  • Einphasen-Reihenschlussmotor:
    Der Einphasen-Reihenschlussmotor kann sowohl mit Gleich- als auch Wechselstrom betrieben werden und wird daher oft auch als Universalmotor bezeichnet. Bei ihm wird die Drehbewegung durch einen Stromwender (Kommutator) realisiert. Er wird sehr häufig für den Antrieb von Werkzeugen (beispielsweise Bohrmaschinen) und Haushaltsgeräten (Staubsauger etc.) genutzt, da er hohe Drehzahlen und ein hohes Anlaufmoment bietet und dabei sehr platzsparend ist.

NORD Blog-21 Einphasenmotor-Anwendung

Wechselstrommotoren von NORD

Wie schon erwähnt, werden im Haushalt und im Handwerk Wechselstrommotoren sehr häufig in Maschinen und Geräten eingesetzt. In der Industrie ist dieser Motortyp nur in bestimmten Branchen zu finden, wie zum Beispiel in der Bau-, Lebensmittel- und Agrarindustrie oder in Freizeitparks. Speziell für Anbieter aus diesen Bereichen hat NORD Drivesystems seinen bestehenden Wechselstrommotor gründlich überarbeitet. Der neue Einphasen-Asynchronmotor steht wie bisher in einem Leistungsbereich von 0,12 bis 1,5 kW zur Verfügung, entspricht aber nun durch seinen höheren Wirkungsgrad der Wirkungsgradklasse IE2 nach der Ökodesign-Verordnung 1781/2019. Die Wechselstrommotoren sind mit Anlauf- und Betriebskondensatoren ausgestattet und werden als preiswerte Lösung für einfache Ansprüche eingesetzt. Bei den Motoren wurde unter anderem das bisherige mechanische durch ein neues elektronisches Relais ersetzt. Auch das Design wurde aufgefrischt. So wurden beispielsweise die Kondensatoren im Klemmkasten untergebracht. Dadurch entspricht der Motor jetzt der Schutzart IP66 und ist geschützt vor dem Eindringen von Staub und Wasser.

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Ein-Phasen Motoren

  • Leistungen: 0.16 HP - 2 HP
  • Wirkungsgradklasse IE2
  • weltweite Zulassungen und Abnahmen
  • Baureihe EST2 mit Wirkungsgradklasse IE2

Motorentechnik: Welche Parameter beeinflussen die Effizienz?

Bei Energieeinsparungen muss immer das gesamte Antriebssystem inklusive Elektromotor, Getriebe und die Antriebselektronik einbezogen werden. Das Potenzial liegt hier typischerweise bei rund 30 bis 60 %. In diesem Beitrag wollen wir aber speziell die Möglichkeiten der Elektromotoren betrachten. NORD DRIVESYSTEMS hat sich dieser Aufgabe seit dem Aufkommen der Energiedebatte vor mehreren Jahrzehnten verschrieben und versucht bei jeder Neu- und Weiterentwicklung seiner Antriebssysteme, Zukunftsfähigkeit, verbesserte Wirtschaftlichkeit, höhere Energieeffizienz sowie optimierte Funktionalität und Performance zu verbinden.

Große Flexibilität durch einen sehr großen Baukasten

NORD DRIVESYSTEMS ist bekannt für hochwertige Getriebe, Elektromotoren und Frequenzumrichter und hat sich auf Basis seiner Anwendungskompetenz und Fertigungstiefe vom Getriebehersteller zum Value Chain-Partner für antriebstechnische Komplettlösungen entwickelt. Das Gesamtportfolio umfasst auch Industriegetriebe für Abtriebsdrehmomente bis 282 kNm, die für Heavy Duty-Anwendungen aller Art prädestiniert ist.

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