Ex-Motor VEM Motors Thurm nimmt neues Prüffeld in Betrieb

Steigende Anforderungen an Ex-Motoren und veränderte Normen erfordern höhere Prüfgenauigkeit und verbesserte Messmittel.

Anbieter zum Thema

Heidrive GmbH

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

WITTENSTEIN SE

VEM Sachsenwerk GmbH

Eine in die Jahre gekommene Prüffeldtechnik und aktuelle Anforderungen der einschlägigen nationalen und internationalen Normen zur Prüfung von elektrischen Maschinen machten es für VEM Motors Thurm notwendig, Anlagen und Prüfmittel des Typen- und Versuchsprüffeldes zu erneuern. Mit dem Check von Motoren für den Einsatz in explosiven Umgebungen hat das im Spätherbst in Betrieb genommene neue Prüffeld seine erste Bewährungsprobe bestanden.

Besondere Ansprüche an die Ausrüstung des Typen- und Versuchsprüffeldes ergeben sich aus der Wirkungsgradbestimmung mit den nach DIN EN 60034-2-1 geänderten Messverfahren und aus den anspruchsvollen Wirkungsgradgrenzwerten für IE2-, IE3- und IE4-Motoren nach DIN EN 60034-30. Beide Normen erfordern eine hohe Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse. Drehzahl und Drehmoment für die mechanische Leistung sowie Spannung, Strom und cos phi für die elektrische Leistung werden für die direkte Messung des Wirkungsgrades benötigt. Aber auch die nach Norm vorgesehene indirekte Wirkungsgradbestimmung zum Ermitteln der Einzel- und Zusatzverluste musste realisiert werden. Um den optimalen Arbeitspunkt und die Wicklungsauslegung von Spezialmaschinen festzulegen, sind außerdem Wirkungsgrad-Messungen bei variabler Spannung, Frequenz und Leistung erforderlich.

Messprotokolle für Ex-Motoren in Energiesparausführung

Für das Zwickauer VEM-Werk gab es noch einen weiteren Grund, anderthalb Millionen Euro in neue Prüffeldtechnik zu investieren: die steigenden Anforderungen an Motoren für den Einsatz in explosiver Atmosphäre. Viele Einreichungsprüfungen sind erforderlich, um den immer häufiger werdenden Normenänderungen insbesondere für den ATEX-Bereich zu entsprechen und die Forderungen der Kunden an Ex-Motoren in Energiesparausführung oder erweiterten Einsatzbereichen zu erfüllen. Dabei müssen bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen und im Fehlerfall auftretende Erwärmungen simuliert und erfasst werden. An bis zu 12 Messstellen gilt es nachzuweisen, dass eine ausreichend hohe Sicherheit zum Vermeiden einer Explosion besteht. Die dazu erforderlichen Messprotokolle und Auswertungen lassen sich jetzt leichter erstellen.

Als erste Bewährungsprobe für die Ex-Prüfung im neuen Prüffeld diente auch gleich ein besonderer Kundenauftrag. Dabei ging es um Anforderungen wie 50- und 60-Hz-Betrieb, Weitspannungsbereich, Ex-Schutz „erhöhte Sicherheit“ in Temperaturklasse T4 und eine erhöhte Umgebungstemperatur von bis zu 60 °C für eine Reihe von Motoren. Nach Auslegung der Motoren wurden diese geprüft und alle erforderlichen Unterlagen bei der Benannten Stelle IBExU Freiberg eingereicht. Mittlerweile sind die meisten dieser Prüfungen durch entsprechende ATEX-EG-Baumusterprüfbescheinigungen bestätigt und die entsprechenden Motoren in kleineren und größeren Stückzahlen an die Kunden geliefert worden.

Die Prüftechnik verbessert Ablauf und Nutzung

Nicht zuletzt sollten mit der neuen Prüftechnik der automatisierte Prüfablauf und die rationelle Nutzung der Messgeräte verbessert werden. Es ist gelungen, die im Altprüffeld vorhandenen neun parallelen Prüfstände auf nunmehr fünf Messschränke mit jeweils zwei ansteuerbaren Prüfständen zu reduzieren. Damit kann jeweils ein Motor gemessen werden, während der zweite Stand vorbereitet, aufgebaut und angeschlossen wird. Zudem kann das Prüfprogramm vorher erstellt werden. Dadurch muss zur sofortigen nächsten Prüfung nur noch die Messtechnik von Stand 1 auf Stand 2 umgeschaltet werden. Um komplette Prüfabläufe vorzubereiten, steht ein komfortabler Editor zur Verfügung. Viele Messungen wie Dauerlauf, Drehmomentkennlinie, Lastreihe usw. können so automatisiert und ohne manuelle Eingriffe hintereinander abgefahren werden.

Das von der Firma Vogelsang & Benning gelieferte Prüfsystem verkürzt nicht nur die Gesamtverweilzeit im Prüffeld, sondern reduziert auch dessen Energieverbrauch. Dies gelang durch den Einsatz von moderner AFE-Umrichtertechnik zur Versorgung von Prüflingen und Lastmaschinen. Alle Prüflings- und Lastmaschinenversorgungen werden an einem gemeinsamen DC-Zwischenkreis betrieben. Dadurch wird die elektrische Energie innerhalb des Prüfstandes sozusagen im Kreis gefahren. Die angeschlossenen Antriebs-/Lastmaschinen lassen sich sowohl motorisch als generatorisch betreiben. Mit Hilfe dieser Technik werden nur die Systemverluste aus dem EVU-Netz ausgeglichen. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit einer parallelen variablen Spannungs- und Frequenzeinstellung auch unter der Prüfung. Optimierte Sinusfilter und Anpasstransformatoren sorgen für eine normgerechte Netzqualität und die erforderlichen Spannungsniveaus.

Die Zwickauer Elektromotorenhersteller sind also gut für eine bevorstehende Runde neuer Prüfungen gerüstet. Sie beginnt, wenn in zwei Jahren EU-weit noch schärfere Bestimmungen für Mindestwirkungsgrade von Motoren in Kraft treten. (ud)

(ID:37476490)