Grün, grüner – zu groß? Energieeffiziente Motoren können bei gleicher Leistung größer

Grün, grüner – zu groß? Energieeffiziente Motoren können bei gleicher Leistung größer ausfallen. Dann wird ein Motorenwechsel problematisch. (Bild: WEG)

Landsberg. „Idealerweise sollten IE4-Motoren nicht größer werden  als die IE1-Standardmodelle, damit Umkonstruktionen und Motorenaustausche so einfach und kostengünstig wie möglich werden. Das gelingt aber nicht immer“, erklärt Detlef Wortmann, Manager Low Voltage Motors bei der WEG Germany GmbH.
Manche Modelle höherer Effizienzklassen (IE3-IE4) fallen jedoch größer aus als Standard-Motoren der Klasse IE1. IE2-Motoren halten meist die nach EN50347 genormten Achshöhen und Fußmaße noch ein. Der Grund dafür ist, dass durch den Mehreinsatz von Material im Motor zwar ein höherer Wirkungsgrad erreicht wird – allerdings auf Kosten wachsender Baugröße. „So kann es bei einer veränderten Achshöhe durchaus zu Schwierigkeiten beim Retrofitting von älteren Motoren in bestehenden Anlagen kommen“, weiß Wortmann aus Erfahrung. „Im schlimmsten Fall wird ein Umbau der Maschine beziehungsweise Anlage erforderlich, was erhöhte Kosten verursacht.“

Synchronmotor als kompakte IE4-Lösung überlegen
SEW-Eurodrive setzt bei bestimmten Motorbaugrößen auch auf den Einsatz der Kupfertechnologie, das heißt, die Rotoren der Asynchronmotoren werden aus Kupfer hergestellt. „Diese unterschiedlichen Möglichkeiten zur technischen Umsetzung bei einer Großserienfertigung sehen wir aber nur bis zu der Wirkungsgradklasse IE3 als sinnvoll an“, erläutert Claus Wieder, Leiter Marktmanagement bei SEW. Was jedoch lässt sich SEW bei den Motoren einfallen, die die bisher noch nicht verabschiedeten IE4-Vorschriften erreichen sollen? „Weil bei einem permanenterregten Synchronmotor die Wirkungsgrade grundlegend höher sind, verwenden wir bei unserem Motorportfolio für IE4-Motoren diese Technologie“, so Wieder. Synchronmotoren seien technologiebedingt sehr kompakt und böten somit bezüglich Bauraum und Abmessungen Vorteile im Vergleich zu Asynchronmotoren.
Wortmann betont, dass es sich bei der Motorenbaureihe W22-Super-Premium um IE4-Niederspannungsmotoren handele, die der Norm DIN EN 50347 entsprechen. „Diese können deshalb in der Regel problemlos im Austausch gegen IE1-, IE2- oder IE3-Motoren verwendet werden. Wichtig ist hier anzumerken, dass es sich dabei um Standardmotoren mit Alu-Läufern handelt, bei denen keine Seltene-Erden-Materialien besziehungsweise Permanentmagnete zum Einsatz kommen“, verdeutlicht Wortmann.

Tricksen mittels Frequenzumrichter
Um allerdings in den Werken beim Austausch von Motoren nicht doch eine böse Überraschung bei der Baugröße zu erleben, sehen sowohl SEW als auch WEG eine intensive Kundenberatung im Vorfeld als unabdingbar an. Zumal in manchen Fällen eine vorhandene Baugrößenproblematik durch den Einsatz eines Frequenzumrichters ‚galant‘ umgangen werden kann. „Alternativ zu IE3-Motoren können auch IE2-Motoren plus Frequenzumrichter eingesetzt werden. Auf Dauer geht der Trend ohnehin in die Richtung, den Wirkungsgrad als Summe eines Gesamtsystems aus Frequenzumrichter, Motor und Getriebe zu berechnen“, weiß Wortmann zu berichten.
SEW-Mann Wieder ergänzt, dass „über diese Möglichkeiten mit Frequenzumrichter ein Motor im optimalen Betriebspunkt gefahren und den Prozessan­forderungen angepasst werden kann.“ Diese Maßnahmen böten ein zusätzliches Energiesparpotenzial bis zu 30 % im Vergleich zu bisherigen Lösungen.
Die Wirkung des Gesamtsystems hat man auch bei der EU im Blick, so dass weitere Aufgaben für Motorenhersteller anstehen. Denn derzeit läuft unter der Bezeichnung ‚Los 30‘ in Brüssel eine Vorstudie mit dem Ziel, alle Produkte in Antriebssystemen außerhalb der Elektromotorenverordnung zu regulieren. Die Vorstudie ist die Grundlage für die Durchführungsverordnung nach dem Jahr 2017.