ABB hebt die Vorteile von Slip hervor

Daisy-YueQin Bo, Produktmanagerin für große Motoren und Generatoren bei ABB Motion, erklärte kürzlich:ICH BIN Deshalb bieten große Schleifringläufermotoren mit einer typischen Nennleistung von bis zu 8.000 kW besondere Vorteile für Schwerlast-Trägheitsanwendungen in der Bergbauindustrie, wie Mühlen, Ventilatoren, Brecher und Förderbänder. Wechselstrom-Induktionsmotoren, auch Asynchronmotoren genannt, sind die Arbeitspferde der Bergbauindustrie. Diese Motoren bestehen aus zwei Hauptkomponenten: einem festen Stator mit Wicklungen, die als Elektromagnete fungieren, und dem Rotor, der sich im Stator dreht. Der elektrische Strom im Rotor, der ihn in Drehung versetzt, wird durch elektromagnetische Induktion aus dem Magnetfeld der Statorwicklungen erzeugt. Diese Konstruktion wird als Asynchronmotor bezeichnet, da sich die elektrischen Felder im Rotor und Stator mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen – sie sind also „phasenverschoben“ zueinander.

„Das hohe Anlaufdrehmoment, die hohe Anlaufträgheit und der niedrige Anlaufstrom von Schleifringläufermotoren können dazu beitragen, die mechanische Belastung beim Starten schwerer Bergbaumaschinen zu minimieren und deren Lebensdauer zu verlängern. Ein weiterer Vorteil großer Schleifringläufermotoren ist ihre hohe Leistungsdichte. Das bedeutet, dass sie die erforderliche Leistung in einer kleineren Baugröße liefern können. Für die Installation des Motors wird weniger Platz benötigt und er lässt sich vor Ort einfacher heben und handhaben, was die Installationskosten senkt.“

Es gibt zwei Hauptkonstruktionen für große industrielle Induktionsmotoren. Der Hauptunterschied besteht im Rotor, der entweder ein Käfigläufer oder ein gewickelter Rotor mit Schleifringen sein kann. Der Hauptvorteil von Käfigläufermotoren besteht darin, dass sie selbstanlaufend, zuverlässig und kostengünstig sind. Bei Geräten, bei denen ein hohes Anlaufdrehmoment zur Überwindung der anfänglichen Trägheit unerlässlich ist, können Schleifringläufermotoren beim Anlauf jedoch mehr als das Doppelte ihres normalen Volllastdrehmoments liefern. Ein Schleifring ist einfach ein Gerät zur Übertragung elektrischer Energie, Signale oder Daten zwischen rotierenden und festen Teilen. Es besteht aus einem rotierenden Ring aus einem geeigneten leitenden Material wie Kupfer, Kupferlegierung oder Stahl und feststehenden Bürsten. Bei einem Wechselstrom-Induktionsmotor mit gewickeltem Rotor werden die Schleifringe nicht zur Übertragung von elektrischem Strom verwendet. Vielmehr dienen sie dazu, einen erhöhten Widerstand in die Rotorwicklungen einzubringen. In einem Drehstrommotor werden drei Schleifringe verwendet – einer an jede Wicklungsphase angeschlossen. Sie sind auf der Motorwelle montiert, so dass sie sich mitdrehen. Sie sind aber elektrisch von der Welle isoliert.

Die Graphitbürsten reiben beim Drehen an den Schleifringen und sorgen so für einen konstanten elektrischen Kontakt. Die Bürsten selbst sind mit einem Gerät verbunden, das einen erhöhten Widerstand bietet, typischerweise einem Rheostat. Dieser Widerstand wird auf die Rotorwicklungen übertragen, wenn sich der Rotor dreht. Der Grund für den Wunsch, den Rotorwicklungen einen Widerstand hinzuzufügen, liegt darin, dass der Motor dadurch beim Start ein viel höheres Drehmoment erzeugen kann, jedoch mit einem relativ niedrigen Anlaufstrom, was zur Erhöhung der Netzwerkstabilität beiträgt. Die Schleifringe werden nur zum Anfahren benötigt. Wenn sich der Motor seiner normalen Laufgeschwindigkeit nähert, werden die Schleifringe und Bürsten kurzgeschlossen und er funktioniert auf die gleiche Weise wie der üblichere Käfigläufer-Induktionsmotor.

Schleifringläufermotoren sind wahlweise mit Permanentkontaktbürsten oder Bürstenhubgetriebe erhältlich. Die Wahl hängt von der spezifischen Anwendung und dem geplanten Wartungsplan ab. Permanentkontaktbürsten haben geringere Anschaffungskosten. Da sie jedoch in ständigem Kontakt mit den Schleifringen bleiben, verschleißen beide Komponenten mit der Zeit und müssen gewartet und ausgetauscht werden. Bürstenhebegeräte sind beim Erstkauf etwas teurer. Es reduziert jedoch den Verschleiß an Bürsten und Schleifringen und trägt so dazu bei, die Wartungsintervalle zu verlängern, die Servicekosten zu senken und die Zuverlässigkeit zu erhöhen.

Schleifringläufermotoren von ABB sind in Leistungsbereichen von 400 bis 8.000 kW in den Baugrößen 400 bis 630 erhältlich. „Beim Kauf eines Schleifringläufermotors ist es wichtig, sicherzustellen, dass er gemäß den Vorschriften entworfen, hergestellt und getestet wurde relevanten IEC- bzw. NEMA- und ISO-Normen. Bei ABB werden alle Motoren im Werk einer Routineprüfung unterzogen. Und um den Kunden volle Sicherheit bei ihrer Wahl zu geben, kann auf Wunsch auch ein Wärmelauftest durchgeführt werden.“