Hannover Messe 2017

Kühles Lüftchen für hohe Spannung

| Autor: Ute Drescher

Aufgrund ihres Kühlungskonzepts und ihres Konstruktionsdesigns verbinden die neuen Hochspannungsmotoren Robustheit mit Leistungsdichte.
Aufgrund ihres Kühlungskonzepts und ihres Konstruktionsdesigns verbinden die neuen Hochspannungsmotoren Robustheit mit Leistungsdichte. (Bild: www.siemens.com/press)

Für seine Hochspannungsmotoren hat Siemens ein komplett neues Konstruktionskonzept entwickelt, während man bei dem neuen Servoantriebssystem erstmals auf eine 1-Kabel-Lösung setzt.

Asynchrone Hochspannungsmotoren sind eigentlich ausentwickelt“, fasst Sebastian Schwarz eine gängige Meinung zusammen. Aus ausgereifter Technik aber doch noch etwas herauszuholen, darin liegt die Kunst. Das, so der Produktmanager, sei Siemens mit den kompakten Hochspannungsmotoren der Baureihe Simotics HV C gelungen: „Mit diesen Motoren läuten wir eine neue Generation ein“. Die beiden Motoren eignen sich für Applikationen, bei denen Wassermantelkühlung oder druckfeste Kapselung in Ex d IIB-Ausführung gefragt sind. Aufgrund eines neuen Konstruktionskonzepts punkten die Hochspannungsmotoren jetzt mit hoher Leistungsdichte und Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen.

„Bis 1989 wurden Hochspannungsmotoren nahezu ausschließlich über ihre Rippen gekühlt“, erklärt Schwarz. Danach führte Siemens die Innenumluft-Kühlung ein, bei der die Kühlluft sehr gleichmäßig verteilt wird. Auf die Hannover Messe 2017 kommt das Unternehmen nun mit einem ganz neuen Ansatz. Die druckfesten Varianten der Hochspannungsmotoren sind zwar nach wie vor rippengekühlt, aber in den Fuß haben die Entwickler Rohre integriert, die mit Kühlluft versorgt werden. „Diese Röhrenkühlung hat einen Wärmetauscher-Effekt“, erklärt der Produktmanager. „Weil sich Hotspots so besser kühlen lassen, steigt auch die Leistung des Motors deutlich.“ Gleichzeitig optimiert ein modernes Lüfterdesign mit Innenkühlkreislauf die Entwärmung. Die Leistungserhöhung liegt im zweistelligen Prozentbereich und ermöglicht kleinere Abmessungen der Motoren. Daneben steigt ihre Zuverlässigkeit.

Bei der wassermantelgekühlten Variante haben die Siemens-Entwickler die Kühlwirkung optimiert und die Entwärmung verbessert. Durch die verbesserte Temperaturverteilung steigen auch hier Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. „Wir konnten so den Leistungsbereich unseres wassermantelgekühlten Portfolios auf bis zu 3,1 MW steigern“, berichtet der Schwarz.

Auch das Gehäusekonzept wurde überarbeitet. Durch den Einsatz von FEM-Methoden konnte Material ressourcenschonend eingesetzt werden. Darüber hinaus liegen die Leitungskanäle jetzt innen, die Kabel müssen daher nicht mehr zwischen den Rippen oder entlang des Motors verlegt werden. Die konstruktiven Maßnahmen der Fußstruktur haben außerdem das Schwingungsverhalten des Gehäuses verbessert; das strömungsoptimierte Lüfterhaubendesign reduziert die Geräuschentwicklung bei gleichbleibend hoher Performance. Der kompakte, druckfeste Anschlusskasten ist für 6 kV und 11 kV bau­gleich und spart bis zu mehreren Hundert Kilogramm Gewicht.

Dynamik in der Servotechnik

Während Hochspannungsmotoren wie die Simotics HV C für für Applikationen in Öl & Gas sowie Marine vor allem robust sein und zuverlässig arbeiten müssen, kommt es in der Servoantriebstechnik auf Dynamik an. Hier geht es darum, geringe Lasten hochdynamisch sowie mittlere und große Lasten im Maschinenbau sehr präzise zu bewegen. Für diesen Bereich hat Siemens nun eine 1-Kabel-Lösung entwickelt. „In der Servotechnik geht der Trend ganz eindeutig zu dieser Lösung“, erklärt Siemens-Produktmanager Axel Haendler. „Sie sind wesentlich einfacher zu handhaben und installieren“. Typische Anwendungsfälle finden sich in Verpackungsanlagen, im Digital-Druck, in Pick&Place-, Sortier- oder Bonding-Maschinen.

Hannover Messe 2017

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Den Motor der Reihe Simotics S-1FK2 hat Siemens eigens für solche Anwendungsfälle entwickelt; per Einkabelverbindung (one cable connection, OCC) wird er an den Umrichter Sinamics S210 angeschlossen. Dieses Antriebssystem bietet Siemens mit Leistungklassen von 50 W bis 750 W an. Die Umrichter sind mit integrierten Sicherheitsfunktionen ausgestattet und ermöglichen eine schnelle Projektierung. Die Anbindung an die übergeordnete Steuerung erfolgt via Profinet und die einfache Inbetriebnahme über Webserver und One-Button-Tuning.

Hannover Messe 2017: Halle 9, Stand D35

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