In einer Welt, in der Ventilator für die Hochdruckluftzufuhr und die Temperatursteuerung unverzichtbar sind, stand ein Hersteller vor einer bedeutenden Herausforderung: die Verbesserung der Lebensdauer, der Leistung und der Effizienz seiner Ventilatoren.
Der Hersteller hatte Probleme mit den vorhandenen Motoren, unter anderem mit der Langlebigkeit und dem begrenzten Wirkungsgrad. Das hat ihn dazu veranlasst, nach einer neuen und innovativen Motorlösung mit Direktantrieb zu suchen.
Die Lösung bestand aus einem direktangetriebenen Ventilatormotor (PMSM) nach Maß von Magnetic Innovations mit einem neuen Schaufeldesign, das vom Kunden entwickelt wurde. Dies hat zu einem innovativen Design und einer innovativen Konstruktion des Antriebs geführt. Der direktangetriebene Motor liefert das gewünschte Drehmoment, ohne dass ein Getriebe erforderlich ist, und erzielt einen höheren Wirkungsgrad. In Verbindung mit den Ventilatorschaufeln führt dies zu einem deutlich höheren Gesamtwirkungsgrad. Außerdem wiegt der Motor nur 15 kg.
Hoher
Wirkungsgrad
Einfache Integration
durch den Kunden
Compact &
Leichtgewicht
EC-Ventilatormotor
Robuste mechanische
Konstruktion
Problemdefinition und Vorgehensweise
Ventilatoren spielen eine entscheidende Rolle. Insbesondere in Bereichen wie in der Agrarindustrie, Prozessindustrie, in Rechenzentren, in der Lebensmittelproduktionder Pharmaindustrie und anderen Sektoren, in denen Luftströme und Temperatursteuerung für betriebliche Prozesse entscheidend sind.
Der Kunde, ein führender Hersteller und Lieferant von Ventilatoren, stand vor der Herausforderung, eine neue Generation von Antriebsmotoren zu finden, die das erforderliche Drehmoment und die benötigte Drehzahl erreichen, damit seine neuen Ventilatoren optimal funktionieren können. Ohne dass ein Untersetzungsgetriebe benötigt wird und mit einer wesentlich längeren Lebensdauer sowie geringeren Installations- und Transportkosten.
Ihre bisherigen Motoren wiesen Mängel auf wie ein schnellerer Verschleiß der Motorlager, Wartungskosten für Getriebe oder Riemen, unerwünschte Fehlfunktionen der eingebauten Steuerelektronik und ein geringerer Wirkungsgrad der verwendeten Asynchronmotoren. Dies führte zu einer begrenzten Lebensdauer, höheren Stromverbrauch und übermäßigen Wartungs- und Installationskosten.
An den neuen direktangetriebenen Ventilatormotor wurden folgende Anforderungen gestellt:
- Lieferung des geforderten maximalen Drehmoments von 32 Nm.
- Erreichen der gewünschten Höchstdrehzahl von 1200 U/Min.
- Für die direkte Kopplung mit den selbstentwickelten Ventilatorschaufeln geeignet.
- Positionierung im Innendurchmesser des Ventilators.
- Behebung von Qualitätsproblemen mit den Lagern des vorhandenen Antriebs.
- Die Ventilatoren müssen sowohl für den horizontalen als auch für den horizontalen als auch für den vertikalen Einbau geeignet sein.
- Der Antrieb muss in allen Positionen eine hohe Schutzklasse aufweisen.
Projektansatz
Nach Gesprächen mit dem Kunden über die Engpässe begannen wir mit einer sorgfältigen Untersuchung der Ursachen für die verschiedenen Probleme. Auf Grundlage der Ergebnisse, haben wir zunächst die Konstruktion der Lagersysteme untersucht. Dabei haben wir sowohl die horizontale als auch vertikale Montage berücksichtigt.
Die daraus resultierende Lagerkonstruktion wurde sorgfältig auf die Eigenschaften der Ventilatorlast und die Betriebsbedingungen abgestimmt. In enger Zusammenarbeit mit namhaften Lagerherstellern haben zur aktuellen Lagerkonstruktion geführt.
Für die Motorleistung haben wir uns für eine Radialfluss-Außenläufermotor-Konfiguration entschieden. Der Motor kann das gewünschte Drehmoment von 32 Nm bei einer angegebenen Höchstdrehzahl von 1200 U/Min liefern und das in einer kompakten Form.
Anhand von Funktionsmodellen wurde überprüft, ob die Konstruktionsvereinbarungen und Berechnungen den realen Bedingungen entsprachen.
Sowohl intern bei Magnetic Innovations auf einem Motorprüfstand als auch in einem Testaufbau beim Kunden wurden Kontrolltests durchgeführt, die bestätigten, dass alle Konstruktionsanforderungen erfüllt wurden. Weitere Feldtests wurden durchgeführt, um die Leistung des direktangetriebenen Ventilatormotors unter verschiedenen Bedingungen zu validieren, darunter ein Dauertest in einer kontrollierten Umgebung und ein sechsmonatiger Feldtest.
Die funktionalen elektrischen und mechanischen Anforderungen wurden ebenfalls überprüft wie der Einsatz unter verschiedenen Umweltbedingungen sowie die Beständigkeit bei der Verwendung verschiedener Chemikalien.
Projektergebnisse
Es wurde ein direktangetriebener Ventilatormotor mit 4 kW mit 1200 U/Min entwickelt, der das erforderliche Drehmoment von 32 Nm liefern kann und mit einem Gewicht von 15 kg sehr leicht ist. Die Motorkonstruktion ist für einen hohen Wirkungsgrad optimiert, indem sie auf die Lastcharakteristik des Ventilators und die verfügbare Steuerspannung abgestimmt ist.
Die Entwicklung des PMSM-Ventilatormotors zielte darauf ab, die verschiedene Probleme zu beheben, die im Zusammenhang mit den alten Antriebsmotoren der Ventilatoren auftraten. Der neue, speziell angefertigte Motor behob nicht nur die Probleme, sondern brachte auch einige Verbesserungen und Vorteile mit sich.
- Kompakt und effizient:
Mit einer kompakten Größe von nur Ø261 mm x 150 mm ist der speziell angefertigte Motor nicht nur wesentlich kleiner als seine Vorgänger, sondern bietet auch eine höhere Effizienz. Die kompakte Bauweise sorgt dafür, dass der Motor keinen unnötigen Platz auf dem Ventilator beansprucht, wodurch der Luftstrom verbessert und Verstopfungen minimiert werden. Dies führt zu einem höheren Wirkungsgrad der Ventilatorschaufeln. - Robuste mechanische Konstruktion:
Die Motorkonstruktion ist robust, was zu einer langen Lebensdauer führt. Da der Motor ohne bewegliche Teile auskommt, ist er praktisch wartungsfrei, was die Zuverlässigkeit erhöht und die Kosten senkt. - Einfache Installation:
Dank der einfachen Montageschnittstelle lässt sich der Motor leicht installieren. Zusätzlich ist ein Temperatursensor integriert, der eine aktive Überwachung und Steuerung ermöglicht, sodass die Leistung genau überwacht werden kann. - Höhere Energieeffizienzklasse:
Mit einer Leistung von 4 kW bietet der Motor eine starke Leistung bei erheblicher Energieeinsparung. Der Motor entspricht der Energieeffizienzklasse IE5 (IEC60034-30-2). Mit einem geringen CO2-Fußabdruck trägt der neue Motor zu einem nachhaltigeren Ansatz bei, der in der modernen Industrie immer wichtiger wird. Dies fördert nicht nur die betriebliche Effizienz, sondern auch das Umweltbewusstsein - Vielseitigkeit:
Der neue Motor wurde mit Blick auf Vielseitigkeit entwickelt. Er kann horizontal und vertikal montiert werden und ist mit den branchenüblichen sensorlosen 3-Phasen-Motorsteuerungen kompatibel. Dadurch eignet sich der Motor für verschiedene Anwendungen in den Bereichen Landwirtschaft sowie in HVAC- und HVLS-Systemen
Industrie/Anwendungen
Der Antrieb eignet sich für Ventilatoreinheiten in der Landwirtschaft und im Gebäudebereich. Es ist auch möglich, diesen Antrieb als Generator in Anwendungen für erneuerbare Energien einzusetzen.
Eigenschaften direktangetriebener Ventilatormotor
Der Antrieb verfügt über folgende Kennzahlen:
- 32 Nm Drehmoment über den Direktantrieb
- 4 kW Leistung mit 89,5 % Wirkungsgrad
- 1200 U/Min einstellbarer Direktantrieb
- Leichtes, kompaktes Gehäuse
- IP65, wodurch der Motor ohne zusätzliche Schutzvorrichtungen im Freien betrieben werden kann.
- Schnelle elektrische Installation in der Endanwendung durch Anschlussstecker.
Kontaktieren Sie unser Support Team
Wenn Sie ein Angebot anfordern möchten, eine Frage zu unseren Produkten haben oder wissen möchten was wir speziell für Sie tun können, kontaktieren Sie uns bitte. Wir werden so schnell wie möglich antworten.
