Antrieb Konstruktive Freiheit dank neuer HDP-Motoren

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ABB hat ihr Portfolio an HDP-Motoren überarbeitet. Sie sollen OEM-Kunden im Maschinenbau jetzt mehr konstruktive Freiheiten verschaffen – vor allem, wenn es um dynamisches Verhalten und hohe Leistungsdichte geht.

Baugrößen zwischen 80 und 400, Leistungen bis zwei Megawatt und alternative Varianten wie wassergekühlte und High-Speed-Motoren umfasst das Portfolio der HDP-Motoren von ABB seit der jüngsten Erweiterung. Die Motoren sind für den Frequenzumrichter-Betrieb ausgelegt; passende Pakete aus Motor und Frequenzumrichter für alle Baugrößen stehen Maschinenbauern zur Verfügung. Die Kombination mit einem Frequenzumrichter sorgt für eine präzise Motorregelung und hohe Dynamik in vielen drehzahlvariablen Anwendungen.

Vor allem mit der Baugröße punkten die neuen Motoren. Denn bisher ließ sich die Baugröße herkömmlicher Asynchronmotoren, die direkt am Netz laufen, nicht ohne Abstriche bei der Leistungsdichte verkleinern, erklärt Frank Wesseler. „Das ist meistens nur bei Motoren mit speziellen konstruktiven Maßnahmen möglich und bei Motoren, die ausschließlich am Frequenzumrichter laufen, wie Synchronreluktanzmotoren“, so der Produkt- und Marketing-Manager für IEC Niederspannungsmotoren bei ABB Motion in Deutschland. Mit dem quadratischen Design der Motoren sowie einer angepassten Kühlung ist es den ABB-Entwicklern nun aber gelungen, die Leistungsdichte zu erhöhen.

Motoren lassen sich auch in DC-Applikationen eins zu eins austauschen

Die quadratische Modellform ist darüber hinaus der Grund dafür, dass sich die Motoren auch in DC-Applikationen eins zu eins auszutauschen lassen. Maschinenbauer können die hohe Leistungsdichte der HDP-Motoren nämlich auf zwei Arten nutzen. Entweder rüsten sie eine vorhandene Maschine mit einem stärkeren Ersatzmotor nach, um die Leistung zu steigern. Oder sie wählen bei der Konstruktion einer neuen Maschine einen kompakteren, aber ebenso starken Motor, um die Stellfläche der Maschine zu verringern. Damit reduziert sich auch der gesamte Materialeinsatz.

Die Kompaktheit des Motors auch war ausschlaggebend für seinen Einsatz bei der Modernisierung einer Produktionsanlage bei Straub in Wertheim am Main. Das Unternehmen produziert Shampoos, Cremes und andere Beautyprodukte. Die verschiedenen, häufig nur schwer mischbaren Komponenten, wie Trägersubstanzen, Feststoffe und Flüssigkeiten, werden in einem Homogenisator gemischt. In dieser Maschine, dem Herzstück der Produktion, werden chargenweise die Produkte hergestellt, um danach in Dosen, Tuben oder Flaschen abgefüllt zu werden.

Im Prozess knetet, pumpt und presst der Homogenisator die verschiedenen Stoffe, um die Masse für den weiteren Verlauf der Produktion fertigzustellen. Bisher war in der Anlage ein Gleichstrommotor mit Sonderwelle verbaut. Dieser gewährleistete ein hohes Losbrechmoment, damit das Rührwerk auch bei sämtlichen Füllständen und allen möglichen Substanzen sicher anlaufen kann. Ein Nachteil des Gleichstrommotors aber waren die verschleißanfälligen Kohlebürsten.

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Ein Motor für besondere Fälle

Um den neuen Antrieb für die tatsächlich auftretenden Anforderungen auszulegen, wurden Drehzahl und Drehmoment aufgenommen und ein Betriebsprofil erstellt. Mit dem Softwaretool Drivesize von ABB wurden dann der passende Motor und Frequenzumrichter ausgewählt: ein HDP-Motor mit Sonderwelle und ein ACS880-Frequenzumrichter. Die hohe Dynamik war zwar in diesem Fall gar nicht gefordert, aber aufgrund der räumlichen Situation war kein Standardmotor möglich.

Grundsätzlich aber sind die HDP-Motoren so konzipiert, dass sie aufgrund ihres geringen Trägheitsmoments und ihrer hohen Überlastbarkeit eine schnelle Bewegungssteuerung und hohe Dynamik ermöglichen. Daher eignen sie sich für Anwendungen, die schnelle Änderungen der Drehrichtung erfordern und so etwa das rasche Umschalten zwischen Vor- und Rückwärtsbewegung der Maschine ermöglichen.

Beim Design der HDP-Motoren war ABB darüber hinaus die Montagefreundlichkeit wichtig. Der Einbau eines neuen HDP-Motors in eine bereits vorhandene Maschine ist ohne großen Aufwand möglich. Das Konzept der Einfachheit hat ABB durchgängig berücksichtigt, vom leichten Zugang zu den Anschlüssen bis zur einfachen Installation von Zubehörteilen – ganz gleich, ob sie von ABB oder anderen Herstellern stammen.

HDP-Motoren in gängigen Baugrößen und Technologievarianten

Die überarbeitete Baureihe der HDP-Serie umfasst alle gängigen Baugrößen und Technologievarianten wie

• wassergekühlte Motoren,

• Hochgeschwindigkeitsmotoren und

• Motoren mit Leistungen von mehreren Megawatt.

So kann ABB die meisten Anforderungen von Maschinenbauern ohne Verlängerung der Lieferzeiten erfüllen. „Allerdings stellen uns die aktuelle Situation sowie Engpässe bei der Materialversorgung derzeit vor Herausforderungen“, schränkt Wesseler ein. Die HDP-Motoren entsprechen der Norm IEC 60034. So steht auch dem weltweiten Einsatz nichts im Wege.

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