Membrandosierpumpe mit EC-Motor

Die intelligente Alternative

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Membrandosierpumpen der Baureihe Memdos LP sind mit einem EC-Motor ausgestattet. Dieser besitzt einen höheren Wirkungsgrad als ein in seiner Leistung vergleichbarer Drei-Phasen-Asynchronmotor mit externem Frequenzumrichter. Die Förderaggregate mit Leistungen zwischen 4 und 1010 l/h bei bis zu 16 bar Gegendruck bieten somit eine energieeffiziente Alternative. Darüber hinaus sind sie in vielen Werkstoffausführungen erhältlich.

Wenn es um das Thema Energieeffizienz elektrischer Motoren geht, dann stößt man unweigerlich auf die Norm IEC 60034–30. Diese Norm regelt die Ausführung von Drei-Phasen-Asynchronmotoren in Käfigläuferausführung und ordnet sie in Effizienzklassen (IE1-IE4) ein. Diese gilt für Elektromotoren im Leistungsbereich von 0,75 bis 375 kW. Klassische Motormembrandosierpumpen mit Förderleistungen zwischen 4 und 1000 l/h besitzen zwar in der Mehrzahl einen Drei-Phasen-Asynchronmotor als elektrischen Antrieb, allerdings befinden sich die elektrischen Leistungen der Antriebe meist unter der, in der Norm vorgegebenen, Leistungsuntergrenze von 0,75 kW. Somit sind sie von dieser ausgenommen. Die Membrandosierpumpe Memdos LP von Lutz-Jesco verfügt über einen EC-Motor als elektrischen Antrieb und bietet somit eine energieeffiziente Alternative.

Vorteile des EC-Motors
Bei einem EC-Motor (electronically commutated motor) handelt es sich um einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der über eine eigene Leistungs- und Ansteuerelektronik verfügt. Die Kommutierung, die wechselnde Be-stromung der einzelnen Statorstränge, erfolgt hierbei über Halbleiterelemente und nicht mechanisch über Kohlebürsten, wie bei einem Standardgleichstrommotor. Diese elektronische Kommutierung ist von Vorteil, da durch die fehlenden Kohlebürsten die Standzeit erhöht wird. Zusätzlich entsteht somit, abgesehen von den Motorlagern, kaum mechanischer Verschleiß. Zusätzlich wird das sogenannte „Bürstenfeuer“ vermieden, das bei hohen Drehzahlen zu einem erhöhten Bürstenverschleiß und einer verminderten Standzeit führt. Außerdem kann Bürstenfeuer durch Rückkopplungen elektromagnetische Störungen hervorrufen.
Der Rotor ist mit einem Permanentmagneten bestückt. Dies sorgt für eine geringere Trägheit gegenüber einem Standardgleichstrommotor und für eine erhöhte Dynamik und kompaktere Außenabmessungen des Motors. Um die Be-stromung des Motors in Abhängigkeit der Rotorposition schalten zu können, verfügt der Motor über je einen Sensor pro Statorstrang. Durch die Art der Bestromung lassen sich bei einem EC-Motor schon bei niedrigen Drehzahlen hohe Drehmomente erreichen. Der Motor verfügt durch diese konstruktiven Merkmale über einen Wirkungsgrad >90 %. Ein in seiner Leistung vergleichbarer Drei-Phasen-Asynchronmotor in IE3-Ausführung kommt laut Richtlinie auf einen Wirkungsgrad >82 %. Soll der Antrieb in seiner Drehzahl veränderlich sein, muss noch ein passender externer Frequenzumrichter mit zugerechnet werden. Der EC-Motor hingegen ist, bauartbedingt, untrennbar mit seiner Leistungselektronik verbunden und bildet auch bei der Wirkungsgradbemessung eine Einheit.
Perfekte Kombination
In der Memdos LP sind je nach Modell EC-Motoren in drei verschiedenen Leistungsstufen, nämlich mit 250 W, 550 W oder 650 W verbaut. Abgesehen von den Modellen mit 650-W-Motor erfolgt die Kühlung über freie Konvektion, also ohne zusätzlichen Lüfter, was zur Erhöhung des Wirkungsgrades beiträgt. Hinzu kommt, dass die Pumpe dauerhaft bei kleinen Förderleistungen betrieben werden kann, ohne dass ein Fremdlüfter benötigt wird. Da Leistungselektronik und Motorpaket eine Einheit bilden, befinden sich beide in einem Gehäuse. Theoretisch steht das Arbeitsdrehmoment schon bei kleinsten Drehzahlen zur Verfügung. Damit das Füllen des Dosierkopfs jederzeit gewährleistet ist, schaltet die Memdos LP jedoch ab einer unteren Grenzdrehzahl zusätzlich in den Start-Stopp-Betrieb um. Diese Grenze liegt unter der eines Motors mit externem Fre-quenzumrichter, da bei diesem bei einer Schwelle von ca. 30 % der max. Drehzahl das Drehmoment abfällt.
Die kontinuierliche Sensorüberwachung des Pumpenantriebs macht die Mempranpumpe für hochgenaue Dosieranwendungen geeignet. Die HP (High Performance)-Varianten sind mit einer speziell entwickelten TPU-Membran (Thermoplastisches Polyurethan) ausgestattet, mit der sich, bei gleicher Motor-Getriebe-Kombination, mehr als 30 % Förderleistungszuwachs und dauerhafte Gegendrücke bis zu 16 bar realisieren lassen.
Intuitives Bedienkonzept
Die Memdos LP ist steuerungsseitig mit einem Schönschriftdisplay und vier Multifunktions-Drucktasten ausgestattet. Das Menü ist wie bei einem Mobiltelefon klar gegliedert. Auf der Anschlussseite verfügt das Förderaggregat über einen Analogeingang (0/4…20 mA), einen Impulseingang, Störmelderelais, externen Start-Stopp, einen Hubrückmelde-Ausgang und einen zweistufigen Niveaueingang. Standardmäßig ist die Memdos LP zusätzlich mit einem Analogausgang (0/4…20 mA) ausgerüstet. Softwareseitig können Timer- und Batchmodi parametriert werden. Optional sind eine Membranüberwachung und Doppelmembransysteme erhältlich. Die vollintegrierbare Prozesspumpe kann auf Wunsch mit einer Industrial-Ethernet-Schnittstelle ausgestattet werden, die über das Modbus-TCP-Protokoll kommuniziert.
Aus rein wirtschaftlichen Betrachtungen besitzt der Drei-Phasen-Asynchronmotor weiterhin einen Vorteil, wenn eine Pumpe ohne Drehzahlverstellmöglichkeit gewünscht ist. Durch den Wegfall von Ansteuerelektronik in Form eines Umrichters, kann er hier auf der Kostenseite punkten. Für diesen Anwendungsfall gibt es die Memdos LB, die mit dem bewährten Motorkonzept und einer manuellen Hublängenverstellung aufwarten kann.
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