Der Begriff „Fortschritt“ kann hier beispielsweise an den Erwerb beruflicher Zertifikate wie CET-4 und CET-6 erinnert. Auch Motoren durchlaufen verschiedene Stufen. Die Bezeichnung „Serie“ bezieht sich hier nicht auf die Bauhöhe, sondern auf die synchrone Drehzahl des Motors. Betrachten wir einen Motor der Stufe 4 als Beispiel, um die Bedeutung der Motorenserie genauer zu verdeutlichen.
Ein Motor der Stufe 4 hat eine synchrone Drehzahl von 1 Minute = {Netzfrequenz (50 Hz) × 60 Sekunden} ÷ (Motorstufen ÷ 2) = 3000 ÷ 2 = 1500 Umdrehungen. In der Praxis hört man oft, dass Motoren mehrstufig sind. Um das zu verstehen, muss man zunächst den Begriff der Pole kennen: Ein Pol bezeichnet den magnetischen Pol, der sich im Generatorrotor bildet, nachdem der Erregerstrom an die Rotorspule angelegt wurde. Kurz gesagt bedeutet dies, dass jede Umdrehung des Rotors mehrere Stromzyklen in einer Windung der Statorspule induzieren kann. Um eine Spannung von 50 Hz zu erzeugen, ist bei unterschiedlicher Polzahl eine andere Drehzahl erforderlich. 50 Hz, 60 Sekunden und Minuten (d. h. 3000) geteilt durch die Polzahl ergibt die Umdrehungen des Motors pro Minute. Dasselbe gilt für den Motor; er ist im Prinzip der umgekehrte Prozess des Generators.
Die Polzahl gibt die Synchrondrehzahl des Motors an. Die Synchrondrehzahl eines 2-poligen Motors beträgt 3000 U/min, die eines 4-poligen 1500 U/min, die eines 6-poligen 1000 U/min und die eines 8-poligen 750 U/min. Die Polzahl 3000 ist die Basiszahl. 4 Pole lassen sich durch 2, 6 Pole durch 3 und 8 Pole durch 4 teilen. Um die Polzahl zu ermitteln, muss man also 2 von 3000 abziehen. Je höher die Polzahl, desto niedriger die Drehzahl, aber desto höher das Drehmoment. Bei der Motorauswahl ist das Anlaufdrehmoment unter Last zu berücksichtigen. Das Anlaufdrehmoment unter Last ist beispielsweise höher als das Anlaufdrehmoment im Leerlauf. Bei Anlaufvorgängen mit hoher Leistung und hoher Last sollte auch ein Abwärtsanlauf (oder Stern-Dreieck-Anlauf) in Betracht gezogen werden. Um die Drehzahl an die Last anzupassen, kann nach Bestimmung der Polzahl des Motors der Antrieb über eine Riemenscheibe mit unterschiedlichem Durchmesser oder über ein drehzahlvariables Getriebe erfolgen. Falls die Leistungsanforderungen der Last nach Bestimmung der Polzahl des Motors durch Riemen- oder Zahnradantrieb nicht erfüllt werden können, muss die Nennleistung des Motors berücksichtigt werden.
Ein Drehstrommotor besteht hauptsächlich aus Stator und Rotor. Wird Drehstrom an den Stator angeschlossen, entsteht ein rotierendes Magnetfeld. Dieses Magnetfeld besitzt stets zwei Pole (auch als Polpaar bezeichnet): den Nordpol (N) und den Südpol (S), die auch als Gegenpole bezeichnet werden. Je nach Wicklungsart des Stators variiert die Anzahl der Pole des rotierenden Magnetfelds. Die Polzahl beeinflusst direkt die Motordrehzahl. Der Zusammenhang zwischen der Synchrondrehzahl und der Polzahl ist: Synchrondrehzahl = 60 × Logarithmus der Frequenz. Beträgt die Synchrondrehzahl des Motors beispielsweise 1500 U/min, ergibt sich ein Pollogarithmus von 2, was gemäß der obigen Formel einem 4-poligen Motor entspricht. Synchrondrehzahl und Pollogarithmus sind die wichtigsten Motorparameter und auf dem Typenschild des Motors zu finden. Da der Pollogarithmus die Drehzahl des Motors beeinflussen kann, lässt sich die Drehzahl des Motors durch Ändern des Pollogarithmus des Motors verändern.
Bei fluidbetriebenen Lasten wie Ventilatoren und Pumpen weist diese Lastart eine besondere Eigenschaft auf: Sie ist relativ widerstandsfähig gegenüber Zustandsänderungen. Obwohl das zur Änderung dieser Lastart benötigte Drehmoment gering ist, ist für eine schnelle Zustandsänderung viel Energie erforderlich. Man kann es sich wie beim Kochen von Wasser vorstellen: Auch eine kleine Flamme kann zum Sieden führen, und die benötigte Flamme muss entsprechend groß sein.
Dies sind die spezifischen Beschreibungen von Reihenschlussmotoren. Bei gegebener Frequenz und gegebenem Anlaufstrom besteht kein zwingender Zusammenhang zwischen ihnen. Der Anlaufstrom hängt vielmehr von der Einstellung der Anlauf-VF-Kennlinie und der Anlaufzeit ab. Bei Fluidlasten kann die Verwendung mehrerer Leistungskennlinien den Energieverbrauch der Anlage senken und somit wirtschaftliche Vorteile bieten.
Veröffentlichungsdatum: 08.11.2021
