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Hochleistungsmotoren High-Speed-Spindelantriebe erreichen 200.000 min-1 bei 2 MW

| Redakteur: Stefanie Michel

Immer höhere Leistungen und Drehzahlen be immer kleineren Abmessungen – wie soll das gehen? Ein Motorenhersteller kann nun durch den Einbau von Turbowellen die Drehzahl bei Spindelmotoren bei gleicher Leistung vervielfachen.

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Kemmerich entwickelt und fertigt auch rotierende Umformer für bis zu etwa 4 MW. Durch Parallelschaltung mehrerer Aggregate lässt sich die Leistung zudem vervielfachen.
Kemmerich entwickelt und fertigt auch rotierende Umformer für bis zu etwa 4 MW. Durch Parallelschaltung mehrerer Aggregate lässt sich die Leistung zudem vervielfachen.
(Bild: Kemmerich Elektromotoren)

Maschinen- und Anlagenbauer aller Industriezweige verlangen von ihren Antrieben inzwischen immer höhere Leistungen und Drehzahlen bei gleichzeitig geringen Abmessungen und niedrigem Gewicht. Bei reinen Spindelmotoren – selbst magnetgelagerten oder als Synchrongeneratoren ausgeführten – sind jedoch nur maximale Leistungen von beispielsweise 350 kW bei 16.000 min-1 oder 100 kW bei etwa 40.000 min-1 zu erreichen. Um die steigenden Anforderungen der Kunden dennoch zu erfüllen, geht Kemmerich Elektromotoren jetzt neue Wege: Durch den Einbau von Turbowellen werden Sonder- und Spindelmotoren realisiert, die bei gleicher Leistung ein Vielfaches der Ausgangsdrehzahl erreichen können – etwa bei 40 kW bis über 400.000 min-1. Auf diese Weise kann auch die Leistung hochdrehender Turbinen in Strom umgewandelt und ins Netz eingespeist werden. Die Anlagen eignen sich aber ebenso für kleine Leistungen mit hohen Drehzahlen.

Nur die Welle dreht sich mit hoher Geschwindigkeit

„Der Name ‚Turbowelle’ kommt daher, dass meist Turbinen die Motoren als Generatoren antreiben“, erklärt Karl-Heinz Kemmerich, Geschäftsführer des Motoren- und Umrichterspezialisten. Während bei herkömmlichen Konstruktionen der Rotor bei hohen Umdrehungen an seine Belastungsgrenze kommt, dreht sich bei dieser Lösung lediglich die im Prinzip glatte Ab- beziehungsweise Antriebsvollwelle mit sehr hoher Geschwindigkeit. Das Motor-/Generatorinnenteil, der eigentliche Rotor, der mit Magnetblechen, gegossenen Kurzschlussstäben oder Permanentmagneten bestückt ist, läuft dagegen mit geringerer Drehzahl. Als Verbindung zwischen beiden Komponenten dient ein spezieller Planetensatz beispielsweise mit spezieller Sonderverzahnung.

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Die Kombination ermöglicht hohe Drehzahlen den Rotor zu gefährden und damit letztlich einen drehzahloptimierten Betrieb. Darüber hinaus können bei der Übersetzung ins Schnelle aufgrund der geringen Drehmomente die Abmessungen und das Gewicht des Motors sowie der angesetzten Turbowelle sehr klein gehalten werden, was Bauraum spart und eine größere Flexibilität bei der Platzierung erlaubt.

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