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Permanentmagnet-Synchronmotoren aus Edelstahl

Überschüssige Wärme effektiv beseitigen
Permanentmagnet-Synchronmotoren aus Edelstahl

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Edelstahlmotoren sind die erste Wahl für Lebensmittel- und Getränkeanwendungen. Jedoch leitet Edelstahl Wärme schlecht ab, ein Problem, das durch die fehlende Luftkühlung der Motoren noch verstärkt wird. Die Permanentmagnet-Synchronmotoren BK-17-Hiflexdrive von Bauer Gear Motor meistern die Herausforderung der Wärmeableitung und sind zugleich sehr energieeffizient.

Edelstahlmotoren werden bevorzugt für Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt, in denen mechanische Widerstandsfähigkeit gefordert ist. Während hygienische Beschichtungen und Oberflächen im Betrieb abplatzen oder beschädigt werden können, sind Edelstahlmotoren in der Lage, wiederholte Stöße zu verkraften, ohne dass hierdurch die inhärente hygienische Konformität des Antriebs gefährdet wird. Daher sind Edelstahlmotoren für Anwendungen wie Bandförderanlagen in stark frequentierten Bereichen sehr gut geeignet.

Edelstahl ist von Natur aus unempfindlich gegen Verschmutzungen und Korrosion und ideal für Umgebungen mit regelmäßiger Hochdruck-Nassreinigung. Edelstahlmotoren speziell für hygienekritische Umgebungen sind zudem meist ganz glatt gestaltet, um potenzielle Schmutznester zu reduzieren. Teil dieser Konstruktionsphilosophie ist auch das Weglassen der Lüfter und Kühlrippen. Der Verzicht auf diese Merkmale sorgt für ein vollkommen glattes Außengehäuse und stellt gleichzeitig sicher, dass die Luft, die durch den Lüfter geblasen worden wäre, keine Schadstoffe in der Umgebung der Produktionslinie verteilt, die die Produktqualität gefährden würden.

Diese Konstruktionsphilosophie ist für Asynchronmotoren nicht ideal. Bei der Induktion von Strom in den Käfigläufer zur Erzeugung der Drehbewegung entsteht naturgemäß Wärme. Edelstahl leitet Wärmeenergie nicht gut ab, was zusammen mit dem fehlenden Luftstrom zur Kühlung des Motors dazu führt, dass der Antrieb
Wärme abgibt.

Überschüssige Wärme ist bei Antrieben, die in Verarbeitungsbereichen für Lebensmittel und Getränke installiert sind, nicht erwünscht. Um die Produktqualität zu gewährleisten, muss zum Beispiel eine Anlage, die gefrorenen Fisch verarbeitet, eine kalte Arbeitsumgebung aufrechterhalten, oft unter –40 °C. Ein heißer Asynchronmotor droht jedoch, diese streng kontrollierte Umgebung durch Wärmeabgabe zu gefährden. Dies ist ein Risiko für die Einhaltung der Hygienevorschriften und der Produktqualität. Die konstruktiven Einschränkungen von Hygienemotoren aus Edelstahl rücken eine Antriebstechnologie mit verminderter Wärmeentwicklung ins Blickfeld.

Keine Gefährdung der Umgebungstemperatur

Mit den Permanentmagnet-Synchronmotoren BK-17-Hiflexdrive aus Edelstahl hat sich Bauer Gear Motor, eine Marke der Altra Industrial Motion Corporation, dieses Problems angenommen. Der Einsatz von Permanentmagnet-Synchronmotoren beseitigt 100 % der Wärmeverluste durch die Verwendung von Magneten, die auf dem Rotor angebracht sind. Diese verfügen ohne induzierten Strom über ihr eigenes Magnetfeld, was den Rotor ohne Wärmeentwicklung in Drehbewegung versetzt. Dadurch kann das hygienegerechte, glatte Außendesign ohne Gefährdung der Umgebungstemperatur oder der Produktqualität übernommen werden.

Auch für die Effizienzanforderungen von Lebensmittel- und Getränkebetrieben ist die Permanentmagnet-Synchronmotor-Technologie (PMSM-Technologie) gut geeignet. Da die Produkte in diesem Sektor im Allgemeinen nur geringe Gewinnspannen pro Einheit haben, müssen die Hersteller große Mengen auf den Markt bringen. Darüber hinaus müssen Lieferverträge mit Schlüsselkunden erfüllt werden. Produktionslinien für Lebensmittel und Getränke arbeiten daher praktisch ununterbrochen, um die Nachfrage zu decken und den möglichen Ertrag zu maximieren.

Die Belastungen dieser anspruchsvollen Produktionspläne übertragen sich direkt auf die an der Linie installierten Komponenten. Lebensmittel- und Getränkehersteller betreiben in der Regel ausgedehnte Produktionslinien mit langen Bandförderern, die die Produkte von einem Verarbeitungsbereich in den nächsten transportieren. Hierfür ist eine große Menge an Energie erforderlich. Um die Betriebskosten zu senken, ist es für Lebensmittel- und Getränkehersteller sinnvoll, den Energieverbrauch zu minimieren.

Höherer Wirkungsgrad

Angesichts der stetig steigenden Energiepreise bieten effizientere Anlagenkomponenten auch langfristig einen Mehrfachnutzen, insbesondere Antriebe, die in den Produktionslinien der Lebensmittel- und Getränkeproduktion in großer Zahl installiert werden. Eine Standardisierung auf Antriebe mit einer hohen Energieeffizienzklasse wie IE5 (Ultra Premium Effizienz) kann zu einer beträchtlichen Kosteneinsparung in der gesamten Anlage führen. Zudem reduziert sie die Umweltauswirkungen und CO2-Emissionen der Produktion. Letzten Endes kann die Wahl einer Motorlösung mit hohem Wirkungsgrad dazu beitragen, die wirtschaftliche und ökologische Leistungsfähigkeit zu sichern.

Der BK-17-IE5-Hiflexdrive mit PMSM-Technologie bietet serienmäßig Ultra-Premium-Effizienz. Aufgrund der deutlich besseren Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Leistung werden durch die Umstellung des Käfigläufers auf PMSM-Technologie die Gesamtverluste um 25 % reduziert und der Gesamtwirkungsgrad um mindestens 10 % erhöht.

Fazit: Hygienisch und effizient zugleich

Die Überwindung der doppelten Herausforderung, effektive Wärmeableitung und steigende Energiekosten, ist der Schlüssel zur Entwicklung einer effektiven Antriebslösung für hygienekritische Umgebungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Antriebe mit einem glatten Äußeren aus Edelstahl haben einen erwiesenen Hygienevorteil, aber herkömmliche Asynchronmotoren erzeugen übermäßig viel Wärme. PMSM mit den Effizienzklassen Super Premium Efficiency oder Ultra Premium Efficiency schützen vor Hitze und erreichen zugleich sehr hohe Wirkungsgrade.

Antriebe wie der Bauer BK-17-IE5-Hiflexdrive aus Edelstahl sind für Lebensmittel- und Getränkehersteller nicht nur eine hygienische Lösung, sondern auch eine, die nach der Erstinvestition langfristige Einsparungen mit sich bringt.

Bauer Gear Motor GmbH, Esslingen


Autor: marc Piwko

Sales Engineer Vertical Markets,

Bauer Gear Motor



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