Worauf achten beim Kauf eines Elektromotors für Spiralgehäuseventilatoren?

Ein Spiralgehäuseventilator ist ein Radialventilator, der seinen Namen der spiralförmigen Form seines Gehäuses verdankt. Er saugt die Luft axial an, schleudert sie nach außen und wandelt die Strömung im Spiralgehäuse in Druck um. Typische Einsatzbereiche sind Lüftung, Absaugung, Trocknung, Verbrennungsluft und Prozessleitungen. Beim Kauf eines Elektromotors für einen solchen Ventilator stehen Leistung und Drehzahl natürlich an erster Stelle. Ebenso entscheidend sind jedoch Anschlussart, Drehrichtung, Einbaulage und die Umgebung, in der der Ventilator arbeitet. Dieser Beitrag fasst als Checkliste für Einkäufer zusammen, was Sie vor der Bestellung eines Elektromotors für Spiralgehäuseventilatoren prüfen sollten.

Zuerst den Aufbau kennen: Wo sitzt der Elektromotor am Ventilator?

Spiralgehäuseventilatoren werden in drei grundlegenden Anordnungen mit dem Antrieb verbunden. Ohne zu wissen, welche Anordnung bei Ihnen vorliegt, lässt sich der richtige Elektromotor nicht auswählen.

• Direktantrieb (Laufrad auf der Motorwelle): Die Laufradnabe sitzt direkt auf der Welle des Elektromotors. Diese Bauart ist bei kleinen und mittleren Ventilatoren verbreitet. Gewicht und Unwucht des Laufrads werden unmittelbar von den Motorlagern aufgenommen. Meist wird der Elektromotor über einen Flansch an einer Konsole oder am Gehäuse gehalten.
• Mit Kupplung: Der Ventilator hat eine eigene gelagerte Welle; der Elektromotor steht mit seinen Füßen auf einem Grundrahmen und ist über eine elastische Kupplung verbunden. Die Last des Laufrads bleibt in den Ventilatorlagern.
• Riemenantrieb: Der Elektromotor wird in der Regel neben oder unter dem Ventilatorgehäuse auf einer Spannschiene montiert. Die Ventilatordrehzahl ergibt sich aus der Motordrehzahl und dem Übersetzungsverhältnis der Riemenscheiben. Das bietet Flexibilität bei der Einstellung, belastet die Welle aber mit Querkräften.

Bei einem Elektromotor für einen direkt angetriebenen Ventilator werden Wellenende, Flansch und Lagerbelastung zu kritischen Größen. Bei Ventilatoren mit Kupplung oder Riemen stehen dagegen die Fußbefestigung und die Abmessungen des Wellenendes im Vordergrund.

Drehzahl: Warum wird die Polzahl beim Spiralgehäuseventilator nicht geändert?

Druck und Volumenstrom eines Spiralgehäuseventilators werden durch Laufraddurchmesser und Drehzahl bestimmt. Der Ventilatorhersteller legt das Laufrad für eine bestimmte Drehzahl aus – meist die eines 2-poligen (3000 U/min synchron) oder 4-poligen (1500 U/min synchron) Elektromotors. Auf dem Typenschild steht die Nenndrehzahl, etwa 2895 oder 2905 U/min bei einem 2-poligen und 1450 oder 1460 U/min bei einem 4-poligen Elektromotor.

Wird bei einem direkt angetriebenen Ventilator die Polzahl geändert, ändert sich seine gesamte Kennlinie. Halbiert sich die Drehzahl, sinkt der Druck auf ein Viertel. Verdoppelt sie sich, steigt die Ventilatorleistung etwa um das Achtfache, und das Laufrad kann seine Festigkeitsgrenze überschreiten. Deshalb gilt beim Ersatzmotor als Grundregel: Die Polzahl vom Typenschild wird beibehalten. Muss die Drehzahl geändert werden, geschieht das mit Zustimmung des Ventilatorherstellers und in der Regel über das Riemenscheibenverhältnis oder einen Frequenzumrichter.

Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter

Unsere Drehstrom-Baureihen sind für die Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter geeignet. Bei längerem Betrieb mit niedriger Drehzahl und vollem Drehmoment kann ein Fremdlüfter erforderlich sein; bei langen Kabeln zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein dv/dt- oder Sinusfilter geprüft. Diese Bedingungen sind bei der Bestellung anzugeben. Da das Drehmoment bei Ventilatorlast mit sinkender Drehzahl abnimmt, ist die Erwärmung bei niedriger Drehzahl meist unkritisch. Ist jedoch ein Betrieb über 50 Hz geplant, müssen Elektromotor und Laufrad gesondert auf ihre Eignung geprüft werden. Einzelheiten finden Sie auf der Seite zum Umrichterbetrieb.

Drehrichtung und Gehäusestellung

Bei Spiralgehäuseventilatoren muss die Drehrichtung des Laufrads zur Öffnungsrichtung des Spiralgehäuses passen. Ein falsch herum drehender Radialventilator fördert weiterhin etwas Luft, daher fällt der Fehler auf den ersten Blick oft nicht auf. Volumenstrom und Druck sinken jedoch deutlich, der Strom weicht vom erwarteten Wert ab und die Anlage arbeitet ineffizient.

• Achten Sie auf den Drehrichtungspfeil am Ventilatorgehäuse. Fehlt er, bestimmen Sie die Richtung anhand der Öffnungsrichtung des Gehäuses.
• Bei Drehstrommotoren wird die Drehrichtung durch Vertauschen zweier Phasen umgekehrt. Vor dem Ankuppeln an das Laufrad wird die Drehrichtung durch einen kurzen Probelauf geprüft.
• Der Eigenlüfter von Standard-Elektromotoren ist in der Regel für beide Drehrichtungen ausgelegt. Trotzdem sollten Sie die gewünschte Drehrichtung bei der Bestellung angeben – so lässt sich vor allem bei großen Leistungen eine eventuell nur in einer Richtung wirksame Kühlung vorab abstimmen.

Die Gehäusestellung (Ausblasöffnung nach oben, zur Seite oder nach unten) ändert die Wahl des Elektromotors nicht direkt, beeinflusst aber dessen Lage und die Zugänglichkeit des Klemmenkastens. Auf welcher Seite der Klemmenkasten liegen soll, damit die Kabeleinführung bequem möglich ist, sollte vorab überlegt werden.

Bauform: Fuß, Flansch, vertikal

Bei Spiralgehäuseventilatoren sind die Bauformen B3 (Fußausführung), B5 oder B14 (Flanschausführung) und B35 (Fuß-Flansch-Ausführung) am häufigsten. Bei Dachventilatoren oder Ventilatoren mit vertikaler Achse kann der Elektromotor senkrecht arbeiten (V1 Welle nach unten, V3 Welle nach oben). Im vertikalen Betrieb tragen die Lager das Gewicht des Laufrads auch in axialer Richtung; deshalb muss die Einbaulage bei der Bestellung eindeutig angegeben werden.

Die Bauformen B3, B5, B14, B34, B35 sowie vertikal V1/V3/V5/V6/V15 werden je nach Baugröße angeboten; das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt. Dass ein Flansch als „B5“ bezeichnet wird, bedeutet nicht, dass sein Lochkreis mit dem Ihrer Ventilatorkonsole übereinstimmt. Die Abmessungen finden Sie in den technischen Zeichnungen; welche Bauformen angeboten werden, ist in der Frage zu den Bauformen zusammengefasst.

Umgebung: heiße Luft, Feuchtigkeit und Staub

Die vom Spiralgehäuseventilator geförderte Luft muss nicht der Umgebung entsprechen, in der der Elektromotor arbeitet. Hier sind zwei Fälle zu unterscheiden.

• Elektromotor außerhalb des Luftstroms: Bei Ventilatoren mit Kupplung oder Riemen arbeitet der Elektromotor meist außerhalb des Förderstroms mit seiner eigenen Kühlung. Auch wenn die geförderte Luft heiß ist, sollte er außerhalb der heißen Zone bleiben und bei Bedarf durch ein Hitzeschild geschützt werden.
• Elektromotor nahe am Luftstrom: Bei direkt angetriebenen Ventilatoren sitzt der Elektromotor unmittelbar am Ventilatorgehäuse. Ist das Gehäuse heiß, wird die Wärme über Flansch und Welle auf den Antrieb übertragen. Bei Ventilatoren für heiße Gase muss diese Anordnung gesondert bewertet werden; eine Aufstellung, bei der ein Standard-Elektromotor im heißen Gas arbeitet, ist zu vermeiden.

Unsere angebotenen Modelle haben die Schutzart IP55 und Isolationsklasse F. Für einen Ventilator im Freien, der direkt dem Regen ausgesetzt ist, wird ein Schutzdach eingeplant. Bei hoher Staubbelastung müssen die Kühlrippen regelmäßig gereinigt werden. In geschlossenen, sauberen Räumen erleichtert das leichte Aluminiumgehäuse die Montage; in vibrationsreichen und rauen Umgebungen kann ein Graugussgehäuse in Betracht kommen.

Beispielmodelle: typische Leistungen für Spiralgehäuseventilatoren

Die folgenden Modelle sind Beispiele für Leistungen und Drehzahlen, die bei Lüftungs- und Absaugventilatoren mit Spiralgehäuse häufig vorkommen. Den Leistungsbedarf Ihres Ventilators bestimmen die Daten des Ventilatorherstellers und das vorhandene Typenschild; diese Liste ist ein Beispiel, keine Empfehlung.

Beachten Sie die Spannungszeile: Das Modell 100L-2 ist für 230/400 V (Δ/Y) ausgelegt und wird am 400-V-Netz im Stern (Y) geschaltet. Die Modelle 112M-2 und 132S-4 sind für 400/690 V (Δ/Y) ausgelegt und werden am 400-V-Netz im Dreieck (Δ) geschaltet. Dieser Unterschied ist bei Schaltschränken mit geplantem Stern-Dreieck-Anlauf wichtig: Der Stern-Dreieck-Anlauf erfolgt mit einem für 400/690 V ausgelegten Elektromotor, der am 400-V-Netz für den Dreieckbetrieb geeignet ist. Den aktuellen Preis finden Sie auf der Produktseite des jeweiligen Modells; weitere Leistungen stehen in der Liste der Modelle mit Aluminiumgehäuse.

Hypothetisches Beispiel: Austausch des Elektromotors an einem Dachventilator

Der folgende Ablauf ist hypothetisch und keine reale Kundenanwendung. Angenommen, der Antrieb eines Spiralgehäuse-Absaugventilators auf dem Dach eines Betriebs hat über die Jahre Lagergeräusche entwickelt und soll ersetzt werden. Auf dem Typenschild stehen 4 kW und rund 2900 U/min; der Elektromotor ist mit einem Flansch an der Ventilatorkonsole befestigt, das Laufrad sitzt direkt auf der Welle.

• Polzahl beibehalten: 4 kW und 2 Pole verweisen auf das Modell 112M-2.
• Anschluss prüfen: Lochkreis des Flansches an der Konsole und Wellendurchmesser werden mit der technischen Zeichnung verglichen; es wird bestätigt, dass die Laufradnabe auf die neue Welle passt.
• Drehrichtung kontrollieren: Beim ersten Einschalten läuft der Elektromotor kurz ohne Laufrad; die Drehrichtung wird mit dem Pfeil am Gehäuse verglichen.
• Umgebung angeben: Da der Standort auf dem Dach dem Regen ausgesetzt ist, wird ein Schutzdach eingeplant und bei der Bestellung vermerkt.
• Versorgung bestätigen: Bei Stern-Dreieck-Anlauf im Schaltschrank wird geprüft, ob das für 400/690 V ausgelegte Modell am 400-V-Netz für den Dreieckbetrieb geeignet ist.

Fazit und Angaben vor der Bestellung

Der richtige Elektromotor für einen Spiralgehäuseventilator ergibt sich, wenn Anschlussart, Polzahl, Drehrichtung, Einbaulage und Umgebung gemeinsam betrachtet werden. Leistung und Drehzahl vom Typenschild zu übernehmen, ist in den meisten Fällen ein guter Ausgangspunkt; Flansch- und Wellenmaße werden bei der Bestellung gesondert bestätigt. Senden Sie uns folgende Angaben:

• Leistung und Drehzahl des vorhandenen Elektromotors sowie ein Foto des Typenschilds
• Anschlussart des Ventilators (Direktantrieb, Kupplung, Riemen)
• Bauform (B3, B5, B14, B35 oder vertikal) und bei Flanschausführung das Konsolenmaß
• Netzspannung und Anlaufverfahren (direkt, Stern-Dreieck, Umrichter)
• Einsatzbereich und Umgebung (im Freien, heiße Luft, Staub)

Passende Modelle und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Spezielle Informationen zu Ventilatoranwendungen stehen auf der Seite Elektromotoren für Ventilatoren und Absauger. Um anhand der Typenschilddaten Ihres Elektromotors nach einem passenden Modell zu fragen, senden Sie uns ein Foto des Typenschilds oder nehmen Sie Kontakt mit uns auf.