VIK-Motoren

Abb. 2 Verwendung eines Füllstückes (F) zur Trennung von Anschlussraum und Motor-Innenraum

Die 1975 eingeführte »VIK-Empfehlung für die technischen Anforderungen an Drehstrom-Asynchronmotoren« wurde mit Geltungsbeginn ab März 1999 zum zweiten Mal revidiert. Wesentliche Zielrichtungen waren dabei die Anpassung handelsüblicher Drehstrom-Asynchronmotoren an die besonderen Einsatzbedingungen, wie sie in der Grundstoffindustrie, in Kraftwerksanlagen oder in Raffinerien vorliegen und die rationelle Auftragsabwicklung und Lagerhaltung durch Vereinheitlichung der Sonderausführungen.

Die VIK-Anforderungen gelten für Drehstrom-Asynchronmotoren

? in normaler, nicht explosionsgeschützter Ausführung nach DIN 42273 Teil 1 und DIN 42677 Teil 1

? in Zündschutzart Erhöhte Sicherheit »e« nach DIN 42273 Teil 2 und DIN 42677 Teil 2, T1 … T3

? in Zündschutzart Druckfeste Kapselung »d« nach DIN 42273 Teil 3 und DIN 42677 Teil 3, T1 … T4

? mit Achshöhen oberhalb des Normbereichs bis 400 mm

? in polumschaltbarer Ausführung

? als Getriebemotoren sowie für Schweranlauf, Schaltbetrieb oder Drehzahlverstellung (z. B. am Umrichter)

Die folgenden Abschnitte befassen sich mit den wichtigsten Abweichungen von der Normalausführung und vermitteln so einen Überblick über die 16-seitigen Anforderungen [1].

Die Empfehlungen fordern mindestens eine Isolierung der Wärmeklasse F und Übertemperatur nach Klasse B. Als Auswirkung der in DIN IEC 38 festgelegten, so genannten Europaspannung werden nun Bemessungsspannungen oder Bemessungsspannungbereiche von 220 bis 240/380 bis 420 V, 380 bis 420/660 bis 725 V und 290/500 V festgelegt. Zur Einhaltung der genormten Erwärmungsgrenzen muss der Motor entweder schon serienmäßig oder speziell durch entsprechenden Mehraufwand des aktiven Materials vorbereitet sein.

Für den Anschluss von Hauptleiter und Schutzleiter sind die in Abbildung 1 angegebenen Klemmenarten zugelassen. Der Klemmenkasten in Mindestschutzart IP 55 soll vorzugsweise oben angeordnet werden und muss bei Maschinen ab Achshöhe 90 um 4 x 90° drehbar sein, ohne die Klemmen mitzudrehen. Bei Ex-d-Motoren muss er die Zündschutzart »e« haben.

Voraussetzung sind metrische Einführungsgewinde nach DIN 42925. Die Öffnungen müssen bei Lieferung dicht verschlossen sein, z. B. durch Stopfbuchsverschraubungen DIN 46319 oder Ex-Verschlussstopfen. Falls Dichtungen verwendet werden, müssen diese ölbeständig und fest mit einem Teil des Klemmenkastens verbunden sein. Die Deckelschrauben müssen gegen Korrosion geschützt und unverlierbar montiert sein. Abbildung 2 zeigt beispielhaft die Verwendung eines Füllstückes zur vorgeschriebenen Trennung von Anschlussraum und Motor-Innenraum.

Für Gehäuse, Lagerschilde, Klemmenkasten, Lüfter, Lüfterhaube und Schutzdach sind Grauguss oder Werkstoffe zu verwenden, die hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit für den Einsatz in gleicher Weise geeignet sind. Ab Achshöhe 315 ist die Verwendung von Stahl zulässig.

Für Lüfterhaube und Schutzdach ist Stahlblech zulässig, wenn die Blechdicke den Anforderungen der Stoßprüfung für explosionsgeschützte Betriebsmittel nach DIN EN 50014, Tabelle 4, entspricht [3] und wenn es korrosionsgeschützt ist. Die Lüfterhaube muss angeschraubt sein.

Für die grundsätzlich verlangte Freiluftaufstellung und Schutzart IP 55 reichen abgedeckte Lager (z. B. Ausführung RS oder Z) nicht aus. Es ist eine zusätzliche Abdichtung vorzusehen, so dass weder im Stillstand noch im Lauf Wasser eindringen kann.

Laut der Anforderungen sind Wälzlager mit Lebensdauerschmierung vorzusehen, die bei einer Kühlmitteltemperatur von 40°C mindestens folgende Gebrauchsdauer erlauben:

? 4- und mehrpolig: 20 000 Betriebsstunden

? 2-polig: 10 000 Betriebsstunden

Motoren ab Achshöhe 250 können Nachschmiereinrichtungen mit Fettmengenregler erhalten; für die Erstbefüllung ist ein lithiumverseiftes Fett zu verwenden. Die Nachschmierfristen ? bezogen auf Kühlmitteltemperatur 40 °C ? sollten bei vier- und mehrpoligen Motoren 4000 Betriebsstunden nicht unterschreiten, möglichst sogar 5000 Betriebsstunden erreichen. Bei zweipoligen Versionen sind mindestens 2000, möglichst 2500 Betriebsstunden vorgesehen. Abbildung 3 zeigt, dass die von VIK geforderten Schmierfristen an der unteren Grenze des breiten Streubandes liegen. Dem Diagramm liegen verschiedene Publikationen der Wälzlagerhersteller zugrunde.

Bei der Lieferung ist eine volle Passfeder einzusetzen, die gegen Verlust gesichert ist. Es ist nach der seit 01. 06. 98 allgemein verbindlichen Halbkeilwuchtung dynamisch auszuwuchten [2], [3]. Die Art der Wuchtung muss in jedem Fall auf der Welle und auf dem Typenschild gekennzeichnet werden. Es ist nicht zulässig, beim Wuchten aktives Material zu reduzieren.

Die Grenzwerte der Schwingstärke müssen der Stufe »N« nach DIN ISO 2373 entsprechen [3]. Für Maschinen der Achshöhen 56 bis 71 gelten die Grenzwerte der Achshöhe 80.

Das Anlaufverhalten muss die Anforderungen für die Grundausführung »N« gemäß DIN VDE 0530 Teil 12 erfüllen (für Motoren der Zündschutzart »e« z. Zt. Entwurf). Die Motoren müssen geeignet sein, bei Schaltvorgängen in Phasenopposition zugeschaltet zu werden. Dieser neue Punkt stellt extreme Anforderungen an die mechanischen Übertragungsmittel (Wellen, Passfedern, Getriebe); siehe [3].

Die Motoren müssen mit handelsüblichen Überstrom-Schutzorganen zu schützen sein (analog thermisch verzögerte Überlastrelais nach DIN VDE 0660; Teil 102).

Wenn der thermische Schutz der Motoren mit Kaltleitern nach DIN VDE 0660 Teil 302 und Teil 303 erfolgt, so soll dieser als alleiniger Schutz ausreichen und ist auf dem Typenschild zu kennzeichnen. Die Kaltleiter sind nach DIN 44081 auszuführen. Grenzen für einen Alleinschutz ergeben sich bei sehr hohen Kurzschluss-Stromdichten [3].

Drehstrom-Asynchronmotoren in Normalausführung müssen auch für den Einsatz in Zone 2, Temperaturklasse T3 nach VDE 0165 geeignet sein. Für Anwendungen in der Zone 1 sind folgende Festlegungen getroffen: Sind für eine Leistung mehrere Temperaturklassen vorgesehen, so sind für jede Temperaturklasse die zugehörigen Zeiten tE auf dem Prüfschild anzugeben.

Die Zeit tE (Erwärmungszeit) muss in Abhängigkeit vom Anzugsstrom einen Wert haben, der auf oder oberhalb der Kurve gemäß Abbildung 4 liegt; die Zeit tE muss mindestens 7 s betragen, sollte jedoch möglichst 10 s nicht unterschreiten. Der Größtwert für IA/IN wurde in der Neufassung von 7,7 auf 8 erweitert.

Obwohl die VIK-Anforderungen vor allem von Betreibern der chemischen Großindustrie entwickelt und angewandt werden, ist man von einer einheitlichen Chemie-Ausführung noch weit entfernt: Teils werden ? auch bei Normmotoren ? anwendungsspezifische Modifikationen verlangt, teils erstellen Planer und Anwender vor allem aus dem Bereich der Petrochemie oft technisch weitgehende und formal umfangreiche Spezifikationen, die der Motorhersteller nicht nur mit großem fertigungstechnischem Aufwand erfüllen, sondern auch detailliert dokumentieren muss. Über den Versuch eines Motorenherstellers, mit der Entwicklung eines Chemiemotors die vielen Varianten einschließlich der VIK-Ausführung bei optimalen Kosten zu vereinigen, berichtete cav bereits [4].

E cav 263

Obering. H. Greiner