Durch eine neuartige Konstruktion und das Nutzen von Simulationstools konnte bei einer neuen Generation von Hochspannungsmotoren zweierlei erreicht werden: Eine Leistungssteierung innerhalb der Achshöhe und eine Verbesserung des Leistungsbereichs.
Das zum Patent angemeldete Kühlkonzept der neuen Motorenreihe ist so effizient, dass die Motoren extrem kompakt konstruiert werden konnten. Bild: Siemens
Siemens baut eine Hochspannungs-Motorenreihe, die einerseits einen hohen Gesamtleistungsbereich abdeckt und andererseits ein weites Einsatzspektrum für jede einzelne Baugröße ermöglicht. Kurz gesagt: Wer Hochspannungsmotoren im Leistungsbereich von 100 kW bis 3,2 MW sucht, wird beim neuen Simotics HV C fündig – sowohl für Netz- als auch Umrichterbetrieb. Das einheitliche Grundkonzept für sämtliche Varianten, ob mit Wassermantelkühlung oder druckfest gekapselt mit Luftkühlung, soll Anwendern in den für Hochspannungsmotoren typischen Industriebereichen Vorteile verschaffen.
Der Clou der Entwicklungen ist die Kühlung, sodass die Motoren trotz ihrer besonders kompakten Bauform hohe Leistungen erreichen. Mithilfe moderner Entwicklungs- und Berechnungsmethoden wie zum Beispiel CFD (Computational fluid dynamics) ließ sich die Wärmeabfuhr aus dem Motorinneren sehr stark optimieren. Durch die verbesserte Entwärmung werden auch Motorheißpunkte, sogenannte Hotspots, vermieden. Das zum Patent angemeldete luftgekühlte Kühlkonzept beruht auf einer Kombination aus Innenkühlkreislauf und einem ausgeklügelten Röhrensystem. Die dadurch erreichbare hohe Leistungsdichte macht die Einheiten extrem kompakt und steigert dadurch deren Einsatzmöglichkeiten.
Weitere Aspekte, die die Hochspannungsmotoren für viele Anwenderbranchen so interessant machen, sind Details wie zum Beispiel das flexible Anschlusskastenkonzept. Unterschiedlichste Anschlusskastenvarianten können an zahlreichen Positionen in der gewünschten Ausrichtung angebaut werden. Dadurch lassen sich die Motoren einfach und flexibel an die Leitungszuführung anpassen. Ergänzt wird diese Strategie der Vereinfachungen in Handhabung und Installation durch eine integrierte Leitungsverlegung, sodass die Verkabelung vor Außeneinflüssen weitgehend geschützt ist. Im Hinblick auf die allgemein großen Gesamtgewichte, die solche leistungsfähigen Hochspannungsmotoren auf die Waage bringen, ließ sich durch die optimierte Konstruktion des Anschlusskastens viel Gewicht sparen. Gleiches gilt für das gesamte Gehäuse. Trotz der Kompaktheit haben die Ingenieure des Herstellers allerlei konstruktive Maßnahmen wie zum Beispiel an der Fußstruktur ergriffen, um das Schwingungsverhalten der Hochspannungsmotoren noch weiter zu verbessern. So groß die Leistungsfähigkeit der Motoren ist, so kompakt sind sie in ihrem Erscheinungsbild. Während das bei der wassermantelgekühlten Variante von vielen Anwendern in gewissem Umfang erwartet wird, ist es bei der luftgekühlten, druckfestgekapselten Version ein echtes Highlight. Die Ex-Schutz-Motoren in Ex d IIB Ausführung sind für die Ex-Zone 1 prädestiniert.
Letztendlich decken diese Motoren nun den Leistungsbereich bis 2 MW ab. Mit den Achshöhen 400, 450, 500 und 560 mm lassen sich eine Vielzahl an Anwendungen verwirklichen. Die wassermantelgekühlten Motoren gibt es indes in den Achshöhen 450, 500 und 560. Sie erweitern den Leistungsbereich bis 3,2 MW. Für beide Baureihen gilt ein großer Spannungsbereich ab 440 V bis 11 kV sowie eine Maximaldrehzahl von 3.600 min-1. Als wassermantelgekühlte oder als druckfest gekapselte Variante eignen sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen wie Pumpen, Kompressoren, Extruder, Mischer, Walzwerkantriebe und Bugstrahlruder oder Hauptantriebe im Schiffsbau. aru
