Einbau Drehstrommotor

Ein Drehstrommotor ist immer dann gefragt, wenn erhöhte Leistungen gefordert sind. Drehstrommotoren werden grundsätzlich über ein Dreiphasensystem betrieben, wodurch die einzelnen Wechselspannungen um jeweils 120° verschoben werden. Dies führt nicht nur zu der eingangs erwähnten höheren Ausgangsleistung, sondern auch zu einer im Vergleich zu Wechselstrommotoren konstanteren Leistungsabgabe an der Welle – und somit einem besseren Gleichlauf des Systems. Die Versorgung der Motoren mit Dreiphasenstrom führt zu einer hohen Spannung, die für Menschen tödlich sein kann. Daher dürfen in Deutschland ausschließlich autorisierte und geschulte Fachkräfte an Drehstrommotoren arbeiten.

Einer dieser leistungsfähigen Antriebsmotoren arbeitet seit kurzem in einer Verdunstungskühlanlage in einem Einkaufszentrum im Raum Darmstadt-Weiterstadt. Hier sorgt der Motor für den Antrieb der Verdunstungskühlanlage, die das durch Solartechnik aufgewärmte Einkaufszentrum effizient abkühlt und in einen optimalen Temperaturbereich bringt.

Verbaut wurde in der Kühlanlage ein Asynchron-Drehstrommotor Typ W41R 200 L4C aus dem Hause VEM. Der unter Dauerbetrieb stehende Hochleistungs-Energiesparmotor wird in die Energieeffizienzklasse IE3 Premium Efficiency einsortiert, verfügt über eine Leistung von 30 kW und realisiert Drehzahlen bis 1500 min-1.

 

Das Grundprinzip von Drehstrommotoren einfach erklärt

Bei Drehstrommotoren wird in drei getrennten Leitern eine jeweils eigene, periodisch wechselnde Spannung geführt. Die zeitlichen Abläufe in einem Leiter sind gegenüber den anderen beiden Leitern um 120° vorlaufend versetzt. Werden nun drei Elektromagnetspulen mit jeweils einer Leitungsspannung versorgt, entsteht in jeder Spule ein Magnetfeld, dessen zeitlicher Ablauf genau wie der Verlauf der Spannung gegenüber den anderen Spulen versetzt ist.

Die Magnetspulen werden in Drehstrommotoren kreisförmig zueinander angeordnet. Dadurch ergibt sich ein summiertes Magnetfeld, dass seine Richtung im Einklang mit der Frequenz des Drehstroms ändert. Die Drehzahl des Magnetfeldes entspricht dabei exakt der Geschwindigkeit, die durch die Frequenz vorgegeben ist. Nimmt man beispielsweise eine Frequenz von 50 Hz, so dreht sich das Magnetfeld genau 50-mal in der Sekunde – oder 3000mal pro Minute. Damit das rotierende Magnetfeld als Antrieb verwendet werden kann, benötigt es einen magnetischen Gegenstand an einer mittig angeordneten Achse. Dies kann ein Stabmagnet oder Eisenkörper sein. Dieses als Rotor bezeichnete Element wird durch das Magnetfeld mitgedreht – und der Motor kann seine Arbeit verrichten.

 

Der Drehstrommotor im Einsatz

Drehstrommotore kommen in den vielfältigsten technischen Gebieten zum Einsatz. Von Werkzeugmaschinen über Kräne bis hin zu Hebebühnen: Immer dann, wenn Kraft und konstante Leistung gefragt ist, sind die Hochleistungsantriebe gefragt. So auch in der Verdunstungskühlanlage des erwähnten Einkaufszentrums – einer technisch extrem komplexen Anlage, die strengsten Hygienevorschriften unterliegt.

Drehstrommotor - Der Einbau in eine Kühlanlage

Was macht eigentlich eine Verdunstungskühlanlage?

Die hochspezialisierten Verdunstungskühlanlagen werden eingesetzt, um entstehende Wärmelasten effizient aus technischen Anlagen oder Gebäuden abzuführen. In den Anlagen wird hierzu einem Kühlwasserkreislauf Wärme entzogen, die für die Verdunstung von Wasser bis zum Sättigungsbereich der Luft benötigt wird. Hierzu wird in den Anlagen Wasser auf Verteilungselemente oder Rohrbündel gesprüht. Dem Wasser wird gleichzeitig Luft in Form natürlicher Zirkulation oder mittels Ventilatortechnik zugeführt. Durch den engen Kontakt von Luft und Kühlwasser findet Verdunstung unter gleichzeitiger Abgabe von Verdunstungswärme statt – und es entsteht ein Kühleffekt.

 

Ohne regelmäßige Wartung geht es nicht

Abwärme und Wasserdunst können nicht nur zur wirtschaftlichen Kühlung dienen, sondern stellen bei schlechter Wartung auch eine Gefahr dar. Diese Gefahr ist für uns Menschen unsichtbar und wird in der Medizin als „Legionellenkrankheit“ bezeichnet. Legionellen sind eine Gattung stäbchenförmiger Bakterien, die im Wasser leben. Über Aerosole, feinste Wassertröpfchen, können sich die Bakterien über mehrere Kilometer im Umkreis einer betroffenen Anlage verbreiten und bei Einatmung zu schwersten Lungenentzündungen mit Todesfolge führen. Da diese Gefahr prinzipiell auch bei Verdunstungskühlanlagen besteht, ist hier eine regelmäßige Wartung und Instandhaltung sowie ein gründliches Desinfizieren und Reinigen nicht nur geboten, sondern verpflichtend.

 

Ein anspruchsvoller Job für echte Spezialisten

Auch ein Drehstrommotor, so robust er auch ist, kommt irgendwann an das Ende seines Lebenszyklus. So auch im Falle der Verdunstungsanlage, wo nach mehreren Jahren ein Austausch des alten, defekten Motors gegen den neuen VEM W41R 200 L4C anstand. In der Größenordnung einer Verdunstungskühlanlage ist ein Motorenaustausch eine überaus große Herausforderung und keinesfalls alltäglich, daher standen vor dem eigentlichen Tausch umfangreiche Vorbereitungsmaßnahmen an. Nach erfolgter Besichtigung des Kühlturm und des verbauten Motors sowie einer Gebäudebesichtigung konnte der defekte Motor abgeklemmt und demontiert werden. Nach diesem Schritt lag die Riemenscheibe des defekten Motors frei, konnte abgezogen werden und mit Hilfe eines Autokrans aus dem Kühlturm herausgehoben werden. Denn die Riemenscheibe hat durchaus noch ein „zweites Leben“ vor sich – und soll am neuen Motor weiterhin ihren Dienst verrichten.

Drehstrommotor - Der Einbau in eine Kühlanlage

Zunächst galt es daher, den neuen Motor vorzubereiten – außerhalb des Kühlturmes. Hierzu wurde die Riemenscheibe aufbereitet und am VEM Motor installiert. Nach erfolgter Montage kam der Autokran erneut zum Einsatz – und brachte Motor samt Riemenscheibe zielsicher an den Aufstellort im Kühlturm. Dort wurde der Motor zunächst montiert, mit dem Stromnetz verbunden und ausgerichtet. Abschließend wurde der Riemen gespannt.

So vorbereitet, konnte der Probelauf starten. Im Laufe der Inbetriebnahme wurde eine sorgfältige Drehrichtungskontrolle durchgeführt, um die dauerhafte, zuverlässige Funktion des Motors sicherzustellen. Job erledigt – Motor läuft.