E-Motoren-Vergleich
Luftkühlung gegen Wasserkühlung
Pauschal lassen sich die Elektromotoren nicht bestimmten Branchen und Anwendungen zuordnen. Der Beitrag nähert sich dem Motorenvergleich und der -empfehlung daher über die Beratungspraxis von BEN Buchele, in der im Vorfeld stets eine Vielzahl von Parametern abgefragt und festgelegt wird, bevor der passende Motor gefunden ist. In den Beratungen geht es in der Regel nicht um Normmotoren "von der Stange", sondern um Sondermotoren mit besonderen Anforderungen und Spezifikationen.
Zunächst zeichnen sich die verschiedenen Motoren durch spezifische Vorzüge aus: Der luftgekühlte Motor ist als Drehstrom-Asynchronmaschine ein Alleskönner für viele Einsatzzwecke. Er ist besonders robust, wartungsarm und langlebig und für den Dauerbetrieb S1 ausgelegt. Der Lüfterbetrieb zur Kühlung des Motors verursacht allerdings erhebliche Geräuschemissionen, die je nach Standort und Einsatzzweck störend sein können.
Wassergekühlte Motoren punkten vor allem durch ihre kompakte Baugröße und ihr geringes Gewicht. Bei geringem Einbauraum ist ein wassergekühlter Motor oft die richtige Wahl, da er bei gleich hoher Antriebsleistung circa zwei bis drei Baugrößen kleiner als ein vergleichbarer luftgekühlter Motor ist. Der wassergekühlte Motor gilt im Dauerbetrieb als sehr effizient; sein Wirkungsgrad ist in der Regel höher als der des luftgekühlten Motors, da bei letzterem höhere Wärme- und Reibungsverluste zu verzeichnen sind.
Zudem sind wassergekühlte Motoren besonders leise. Beim wassergekühlten Motor ist zu bedenken, dass er ein zusätzliches Kühlaggregat benötigt. Daher bietet sich sein Einbau vor allem dann an, wenn bereits Kühlungen für andere Anlagenteile (zum Beispiel für Trafos oder Umrichter) vorhanden sind und der Motor in diesen Kühlkreislauf mit integriert werden kann. Bei einem Neubau stellt sich die Frage, ob eine Wasserleitung beziehungsweise ein alternatives Kühlmedium sinnvoll hingeführt werden kann oder ob ein zusätzliches Kühlaggregat von den Platzverhältnissen her möglich ist.
Ein unbelüfteter Motor steht in der Regel nicht in direkter Konkurrenz zu luftgekühlten und wassergekühlten Motoren, da er nicht für den Dauerbetrieb, sondern für die Betriebsarten S2 und S3, also Kurzzeitbetrieb, ausgelegt ist. Er läuft beispielsweise in einem Intervall von zehn Minuten nur zwei Minuten und steht die restlichen acht Minuten still. Oder es wird nur eine gewisse Prozentzeit von der Laufzeitvorgabe des Kunden definiert; das heißt der unbelüftete Motor soll eine Stunde betrieben werden, läuft davon jedoch nur 30 %, um nicht zu überhitzen. Diese verschiedenen Betriebsmodi müssen zuvor abgesteckt werden.
Welcher Motor in welchem Fall tatsächlich passend ist, eruieren die Spezialisten von BEN Buchele in ausführlichen Beratungsgesprächen. Jeder Parameter, jedes Detail wird abgefragt, von der gewünschten Leistung, der Baugröße oder dem Drehmoment über die Schutzart, den Aufstellort, die nötige Betriebsart bis hin zum Spannungsnetz, in dem er laufen soll, und möglichen Zusatzfunktionen wie Thermofühler, Stillstandsheizung oder Lagerüberwachung.
Nicht immer ist die Empfehlung eindeutig, sondern der Kunde erhält verschiedene Optionen wie in einem aktuellen Beratungsfall bei BEN Buchele: Eine Yacht benötigt einen E-Motor für das Abpumpen in den Bug eingedrungenen Wassers. Die erste Überlegung ist, einen wassergekühlten Motor einzusetzen, da an Bord bereits eine Frischwasseraufbereitung existiert, an deren Kreislauf der wassergekühlte Motor angeschlossen werden kann. Eine Baugröße 200 würde ausreichen, allerdings sind ein Kühlaggregat und eine zusätzliche Verrohrung nötig.
Als Alternative wird ein unbelüfteter Motor angeboten. Jedoch sind hier für eine vergleichbare Leistung zwei bis drei Baugrößen mehr nötig, was deutlich mehr Bauraum beansprucht und mehr Gewicht an Bord bringt. Die dritte Option als grundsätzlich erst einmal kostengünstigste Lösung ist der luftgekühlte Motor, dessen Eigenlüfter jedoch Probleme bereiten könnte, wenn das Schiff mit Wasser vollläuft. Der Motor muss senkrecht betrieben werden, sodass sich der Lüfter oberhalb befindet. Jedoch würde das Wasser irgendwann auch den Lüfter erreichen, was zu Verwirbelungen und deutlich mehr Widerstand führen würde. Die Folge: Der Motor könnte überhitzen und vermutlich ausfallen. Die sinnvollste Option sei letztlich der wassergekühlte Motor, der aber etwas mehr Aufwand in der Installation bedeute.
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