Drehzahl eines Drehstrommotors: So stimmen Sie Polzahl, Frequenz und Nenndrehzahl aufeinander ab

Beim Austausch eines Drehstrom-Asynchronmotor, reicht es nicht aus, lediglich die ursprüngliche kW-Nennleistung zu übernehmen. Ein Motor mit derselben Ausgangsleistung, aber einer anderen Polzahl oder Nenndrehzahl kann die Betriebsdrehzahl der angetriebenen Anlage verändern, das verfügbare Drehmoment an der Welle beeinflussen und zu Problemen bei der mechanischen Kompatibilität führen.

Für OEM-Maschinen und Austauschprojekte empfehlen wir, zunächst drei Werte zu überprüfen: die erforderliche Wellendrehzahl, die Netzfrequenz und die Nenndrehzahl des Originalmotors. Diese Werte bestimmen, ob der vorgeschlagene Motor den vorgesehenen Betriebspunkt der Anlage aufrechterhalten kann.

Drehzahl von 2-poligen, 4-poligen, 6-poligen und 8-poligen Motoren

Die Anzahl der Magnetpole bestimmt die Synchrondrehzahl eines Wechselstrommotors bei einer bestimmten Frequenz. Die nachstehenden Richtwerte sind bei der Überprüfung der Motorspezifikationen hilfreich.

Diese Werte entsprechen nicht den tatsächlichen Volllastdrehzahlen von Asynchronmotoren. Ein Asynchronmotor läuft aufgrund des Schlupfs unterhalb der Synchrondrehzahl. Die Nenndrehzahl muss daher in der Leistungstabelle des Herstellers oder auf dem Typenschild des Motors überprüft werden.

Was die Daten des Yaoda YE3-Motors über die tatsächliche Drehzahl aussagen

Unsere Baureihe YE3 H80–355 umfasst verschiedene Polkonfigurationen für Industrieanlagen mit konstanter Drehzahl. Die folgenden Beispiele stammen aus veröffentlichten Leistungsdaten für 50 Hz.

Die ersten beiden Modelle weisen zwar die gleiche Nennleistung von 3 kW auf, unterscheiden sich jedoch erheblich in ihrer Nenndrehzahl. Sie sind nicht allein aufgrund ihrer übereinstimmenden Nennleistung direkt austauschbar.

Bei gleicher Ausgangsleistung entspricht eine niedrigere Wellendrehzahl einem höheren Nenndrehmoment. Dies bedeutet jedoch nicht, dass ein Motor mit niedrigerer Drehzahl automatisch ein Gerät mit höherer Drehzahl ersetzen kann. Die angetriebene Maschine und das Getriebe müssen für die neue Betriebsdrehzahl ausgelegt sein.

50-Hz- vs. 60-Hz-Motoren: Warum die Frequenz bei Ersatzbestellungen eine Rolle spielt

Eine Umstellung von 50 Hz auf 60 Hz erhöht die Synchrondrehzahl um 20%, sofern die Polzahl unverändert bleibt. So hat beispielsweise ein 4-poliger Motor bei 50 Hz eine Synchrondrehzahl von 1500 U/min und bei 60 Hz eine von 1800 U/min.

Die tatsächlichen Nenndrehzahlen liegen niedriger und hängen von der Bauart des Motors sowie von der Belastung ab. Ein 50-Hz-Motor sollte nicht automatisch für den Betrieb bei 60 Hz zugelassen werden, ohne zuvor seine elektrischen Nennwerte und die angetriebenen Geräte zu überprüfen.

Drei Aspekte erfordern besondere Beachtung:

• Spannung: Vergewissern Sie sich, dass der Motor für die vorgesehene Kombination aus Spannung und Frequenz ausgelegt ist.
• Mechanische Drehzahl: Prüfen Sie, ob die Anlage, die Kupplung, die Lager und das Getriebe bei der sich daraus ergebenden Drehzahl betrieben werden können.
• Last: Stellen Sie fest, ob die höhere Drehzahl die erforderliche Leistung oder das erforderliche Drehmoment über die Nennwerte des Motors hinaus verändert.

Bei Zentrifugalpumpen und Ventilatoren kann eine Drehzahlerhöhung unter den jeweiligen Anlagenbedingungen zu einem erheblichen Anstieg des Leistungsbedarfs führen. Bei Förderbändern und getriebenen Maschinen entsprechen die daraus resultierende Liniengeschwindigkeit oder die Drehzahl der Abtriebswelle möglicherweise nicht mehr den Produktionsanforderungen.

Yaoda unterstützt für Exportaufträge Motorkonfigurationen mit 50 Hz und 60 Hz. Die endgültigen elektrischen und mechanischen Nennwerte sollten vor Produktionsbeginn bestätigt werden.

So passen Sie die Motordrehzahl beim Austausch eines vorhandenen Motors an

Ist der Originalmotor nicht mehr erhältlich oder wurde sein Modell aus dem Programm genommen, sollte die Spezifikation für den Ersatzmotor anhand der Anlagenanforderungen und nicht allein anhand der Nennleistung festgelegt werden.

Bitte überprüfen Sie Folgendes:

• Ursprüngliche Nennleistung und auf dem Typenschild angegebene Drehzahl
• Versorgungsspannung und -frequenz
• Ursprüngliche Stangenanzahl, sofern verfügbar
• Erforderliche Drehzahl des angetriebenen Geräts
• Übersetzungsverhältnis des Getriebes bzw. des Riemenantriebs
• Befestigungsanordnung und Wellenabmessungen
• Erforderliches Betriebsdrehmoment und Anfahrbedingungen

Beispiel: Austausch eines 4-poligen Motors durch einen 2-poligen Motor

Betrachten Sie eine Maschine, die ursprünglich für einen 4-poligen Asynchronmotor ausgelegt war, der bei 50 Hz mit einer Drehzahl von etwa 1480 U/min betrieben wird.

Der Einbau eines 2-poligen Motors mit einer Nenndrehzahl von etwa 2970 U/min würde die Drehzahl der Motorwelle in etwa verdoppeln. Bleibt das ursprüngliche Übersetzungsverhältnis des Getriebes unverändert, würde sich auch die Drehzahl der angetriebenen Maschine erheblich erhöhen.

Der neue Motor mag zwar die richtige kW-Leistung aufweisen, doch könnte die Anlage außerhalb ihres vorgesehenen Drehzahlbereichs betrieben werden.

Bevor Sie die Polzahl ändern, prüfen Sie bitte, ob das Getriebe neu ausgelegt werden kann und ob die Anlage die geänderte Drehzahl und das geänderte Drehmoment verträgt.

Wenn eine einzige feste Drehzahl nicht ausreicht

Manche Industriemaschinen erfordern mehr als eine Betriebsgeschwindigkeit. Zunächst stellt sich die Frage, ob die Anlage zwei oder mehr voreingestellte Geschwindigkeiten oder eine stufenlos einstellbare Geschwindigkeit benötigt.

Für Anlagen, die in festgelegten Drehzahlstufen betrieben werden, ist unser YD2 H80–315 Polumschaltmotor mit mehreren Drehzahlen Die Baureihe ist in Ausführungen mit zwei, drei und vier Drehzahlen erhältlich. Die erforderlichen Polkombinationen und Nennleistungen bei den einzelnen Drehzahlen müssen auf die Maschine abgestimmt sein.

Für den stufenlos regelbaren Betrieb gelten andere Anforderungen an Motor und Steuerung. Auf dieses Thema sind wir in unserem Leitfaden zur Auswahl von Elektromotoren mit variabler Drehzahl, einschließlich Lastcharakteristika, Drehmomentanforderungen und YVF2/YVF3-Anwendungen.

Diese Unterscheidung ist von Bedeutung, da ein Motor mit Polumschaltung nicht so spezifiziert werden sollte, als ob er eine stufenlose Drehzahlregelung böte.

Häufige Fragen zur Motordrehzahl

Ist ein Motor mit 1.500 U/min immer ein 4-poliger Motor?

Bei 50 Hz beträgt die Synchrondrehzahl eines 4-poligen Motors 1.500 U/min. Ein Standard-Asynchronmotor weist unter Last in der Regel eine niedrigere Nenndrehzahl auf. Überprüfen Sie den tatsächlichen Wert anhand des Typenschilds.

Kann ich einen Motor mit 1450 U/min durch einen Motor mit 1470 U/min ersetzen?

Möglicherweise, doch hängt die Entscheidung vom zulässigen Drehzahlbereich, den Drehmomentanforderungen, der Spannung sowie der Einbauart und der mechanischen Kompatibilität des anzutreibenden Geräts ab. Bei drehzahlempfindlichen Geräten sollte dieser Unterschied nicht außer Acht gelassen werden.

Bedeutet eine niedrigere Drehzahl, dass der Motor leistungsstärker ist?

Nein. Drehzahl und Nennleistung sind getrennte Leistungsangaben. Bei gleicher mechanischer Ausgangsleistung bedeutet eine niedrigere Drehzahl zwar ein höheres Drehmoment an der Welle, dies ist jedoch kein Hinweis auf eine höhere Nennleistung in kW.

Bitte überprüfen Sie vor der Bestellung die erforderliche Drehzahl

Für Industriemaschinen mit konstanter Drehzahl bietet unsere Induktionsmotorenreihe YE3 verschiedene Polkonfigurationen. Wenn Anlagen mehrere festgelegte Drehzahlen erfordern, könnte unsere Polwechsel-Baureihe YD2 geeignet sein.

Bei Austauschprojekten geben Sie bitte das Original-Typenschild, die Versorgungsfrequenz, die erforderliche Wellendrehzahl, die angetriebenen Maschinen sowie die mechanischen Abmessungen an. Wir können die Motorkonfiguration vor der Angebotserstellung mit der bestehenden Anlage abgleichen.