Pumpen Smarter Motor und Komponenten senken Energiekosten bei Pumpen

Autor / Redakteur: Adalbert Weigler / Matthias Back

Maschinen- und Anlagenbauer im OEM-Geschäft wie Wasseraufbereiter, Anbieter von Temperier- und Filtertechnik sowie Hersteller von Dampferzeugern konzentrieren sich zunehmend auf flexible, modulare Kleinanlagen. Sie nutzen dazu verstärkt intelligente Komponenten, beispielsweise Pumpen mit Permanentmagnetmotoren.

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Bild 1: OEM-Kunden, wie beispielsweise Wasseraufbereiter, konzentrieren sich zunehmend auf möglichst flexible, modulare Kleinanlagen.
Bild 1: OEM-Kunden, wie beispielsweise Wasseraufbereiter, konzentrieren sich zunehmend auf möglichst flexible, modulare Kleinanlagen.
(Bild: Grundfos/Lars Henrik Mardahl)

Kreiselpumpen bestehen aus der Hydraulik (Laufrad, Gehäuse) und der Antriebseinheit (Kupplung, Motor, Frequenzumrichter). Während sich Planer und Betreiber um die Auswahl des Laufrades und die hydraulischen Kennzahlen wie Fördervolumen und Förderdruck zumeist ausreichend Gedanken machen, wird der Motor häufig als eine Art von „black box“ angesehen – häufig allein über die verfügbare Leistung in Kilowatt beschrieben. Das ist zu kurz gedacht, bieten doch moderne Antriebe mehr als nur das schiere Drehmoment, um eine Welle rotieren zu lassen.

Elektromotor idealer Ansatzpunkt zum Senken der Pumpen-Energiekosten

Elektromotoren zum Antrieb von Kompressoren, Zentrifugen, Pumpen, Ventilatoren und Linearachsen sind in Europa für rund zwei Drittel des industriellen Stromverbrauchs verantwortlich – sie sind in jeder Anlage ein zentraler Kostenfaktor. Dabei ist der Kaufpreis des Motors die kleinste Position: Gerade einmal 2,5 % der Kosten über die gesamte Lebensdauer entfallen auf den Kauf, gigantische 96 % der Kosten entfallen auf den Stromverbrauch. Der Spottspruch „geschenkt zu teuer“ kann hier anschaulich belegt werden.

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Das hat mittlerweile auch Auswirkungen auf das Design der in Industrieanlagen eingesetzten Motoren. Weit verbreitet sind Drehstrom-Asynchronmotoren (Normmotor). Daneben etablieren sich auch Permanentmagnet-Synchronmaschinen.

Permanentmagnetmotoren sparen viel Energie ein

Permanentmagnetmotoren zeichnen sich generell durch einen sehr hohen Motorwirkungsgrad aus. Denn dieser Motor benötigt für die Magnetisierung seines Rotors keine zusätzliche Energie, temperaturstabile Hochleistungsmagnete sorgen für die permanente Magnetisierung. Durch die hohe Energiedichte des Rotors kann der Kupferstator wesentlich kleiner ausgeführt werden, was die Ressourcen schont.

So werden gerade bei kleineren Antriebsleistungen im Vergleich zu dem herkömmlich verwendeten Asynchronmotor enorme Wirkungsgradsteigerungen erreicht. Als weitere Besonderheit ist herauszuheben, dass Permanentmagnetmotoren (sie arbeiten als Synchronmaschinen mit einem Frequenzumformer zusammen) gerade im meistbeanspruchten Teillastbereich kaum an Wirkungsgrad einbüßen, anders als ältere Asynchronmotoren, die hier einbrechen.

Permanentmagnetmotoren verbrauchen aufgrund dieser Besonderheiten bis zu 30 % weniger Antriebsenergie als ein herkömmlicher Asynchronmotor.

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