Elektromotor für Agglomeratoren: Erwärmung, Anlauf und Dauerlastbedingungen

Elektromotor für Agglomeratoren: Erwärmung, Anlauf und Dauerlastbedingungen

Den Elektromotor eines Agglomerators belastet nicht eine einzelne Last, sondern eine Lastkurve, die sich mit jeder Charge wiederholt: Im leeren Behälter beginnt sie niedrig, mit zunehmender Erwärmung und Erweichung der Folie steigt der Strom, beim Wasserzugeben erreicht er die Spitze und fällt danach ab. Bei der Auswahl des Agglomerator-Antriebs zählt daher neben der Nennleistung, ob der Elektromotor diese Spitzenlast bei jeder Charge bewältigt und ob er zwischen den Chargen abkühlen kann. Der Anlauf kann bei richtiger Bedienung der leichteste Moment sein – bei falscher Bedienung der schwerste.

Drehstrom-Elektromotor im Einsatz in der Schwerindustrie
Der Agglomerator-Antrieb arbeitet in staubiger, heißer und dampfhaltiger Umgebung (Symbolbild).

Wie verändert sich die Last während einer Agglomeratorcharge?

Ein Agglomerator ist ein Behälter mit einer schnell drehenden Messerscheibe am Boden, in dem dünne Folien- und Faserabfälle verdichtet werden. Der Elektromotor treibt die Messergruppe meist über Riemen an. Eine Charge durchläuft grob vier Phasen, und jede stellt andere Anforderungen an den Antrieb.

  1. Befüllen und Schneiden: Leichte Folie wird in den Behälter gegeben und von den Messern zerkleinert. Der Strom liegt im mittleren Bereich.
  2. Erwärmung durch Reibung: Das zerkleinerte Material erwärmt sich durch Reibung an Messern und Behälterwand. Mit zunehmender Erweichung wird der Kunststoff klebrig, der Widerstand gegen die Messer wächst; der Strom steigt stetig an.
  3. Wasserschock: Hat das Material den Erweichungspunkt erreicht, wird eine kleine Menge Wasser in den Behälter gegeben. Die schlagartige Abkühlung lässt die klebrige Masse verklumpen und zerbrechen. Der höchste Strom tritt meist bei diesem Übergang auf.
  4. Granulieren und Entleeren: Die Klumpen werden von den Messern gebrochen, die Last sinkt, und das Agglomerat wird über die Klappe ausgetragen.

In vielen Betrieben verfolgt der Bediener den Zeitpunkt der Wasserzugabe am Amperemeter im Schaltschrank. Der Motorstrom ist damit zugleich ein Prozessindikator; Auswahl des Elektromotors und Schutzeinstellung sollten sich daran orientieren.

Erwärmung: Elektromotor oder Material?

Die "Erwärmung" im Titel umfasst zwei verschiedene Themen, die man nicht verwechseln sollte.

Erwärmung des Materials

Sie ist der Prozess selbst; Energie wird durch Reibung von den Messern auf das Material übertragen. Diese Energie liefert der Elektromotor. Je mehr oder je schwereres Material in die Charge gegeben wird, desto länger wird bis zum Erweichungspunkt ein hoher Strom aufgenommen.

Erwärmung des Elektromotors

Die Wicklung erwärmt sich proportional zum Quadrat des Stroms. Beim Agglomerator steigt der Antrieb bei jeder Charge einige Minuten über seinen Nennwert und fällt dann wieder ab. Entscheidend für die Erwärmung ist, wie lange diese Spitzen andauern und wie viel Pause zwischen den Chargen liegt. Größere Chargen, verspätete Wasserzugabe oder Nachfüllen ohne vorheriges Entleeren verlängern die Spitzenzeit und belasten die Wicklung.

Auch die Umgebung des Antriebs ist wichtig. Die vom Behälter abgegebene Wärme und der beim Wasserschock entstehende Dampf erwärmen und befeuchten die Kühlluft des Elektromotors. Der Antrieb sollte fern von Dampfabzug und heißen Oberflächen des Behälters an einer Stelle mit sauberer Zuluft stehen. Eine hohe Umgebungstemperatur ist bei der Bestellung anzugeben; Schutzart IP55 schützt gegen Spritzwasser, ist aber nicht für Dauerbetrieb in Dampf ausgelegt.

Anlauf: der Preis des Anfahrens mit gefülltem Behälter

Messerscheibe und große Riemenscheibe des Agglomerators bilden ein erhebliches Trägheitsmoment. Beim Anlauf mit leerem Behälter nimmt der Elektromotor einige Sekunden lang einen hohen Strom auf, um diese Masse zu beschleunigen; das ist eine akzeptable Belastung.

Probleme entstehen, wenn eine mitten in der Charge stehengebliebene Maschine wieder gestartet wird. Kühlt der halb geschmolzene Kunststoff rund um die Messer ab und erhärtet, muss der Antrieb gleichzeitig die Trägheit und diese festgeklebte Masse überwinden. Das Anlaufmoment eines Asynchronmotors ist begrenzt; wird diese Grenze überschritten, läuft der Elektromotor nicht an, und der Schutz spricht an. Wer in solchen Fällen ohne Reinigung des Behälters erzwingt, verschleißt Riemen, Lager und Wicklung.

  • Fahren Sie mit leerem Behälter an; prüfen Sie den Behälter nach einem Stromausfall.
  • Beim Stern-Dreieck-Anlauf verlängert das niedrige Drehmoment in Sternschaltung den Hochlauf bei großer Trägheit; der Umschaltzeitgeber darf erst auf Dreieck schalten, wenn der Antrieb nahezu die volle Drehzahl erreicht hat.
  • Prüfen Sie regelmäßig die Riemenspannung; ein rutschender Riemen erzeugt Wärme und kann die Spitzenlast beim Wasserschock nicht übertragen.

Preise und technische Daten finden Sie auf den Produktseiten; wählen Sie das Modell und bestellen Sie online.

Leistung und Drehzahl unter Dauerlastbedingungen

Beim Agglomerator bestimmt das Behältervolumen allein nicht die Antriebsleistung; Materialart, Chargengewicht und Chargenhäufigkeit wirken zusammen. Die folgende Tabelle fasst die Anzeichen zusammen, an denen Sie erkennen, ob der vorhandene Elektromotor ausreicht.

Beobachtung vor OrtMögliche BedeutungErste Maßnahme
Motorschutzrelais löst beim Wasserzugeben ausSpitzenlast dauert zu lange oder Charge ist zu großChargenmenge und Zeitpunkt der Wasserzugabe überprüfen
Motorgehäuse wird gegen Schichtende sehr heißZu kurze Pausen zwischen den Chargen, warme KühlluftLage des Antriebs und Lüftereintritt prüfen
Strom immer niedrig, Prozess langsamRiemen rutscht oder Messer sind stumpfMechanische Wartung durchführen, Elektromotor nicht tauschen
Kapazität soll erhöht werdenElektromotor, Riemen und Messer gemeinsam bewertenLeistungserhöhung zusammen mit dem Maschinenhersteller planen

Was die Drehzahl betrifft, bestimmt die Messerumfangsgeschwindigkeit die Arbeitsweise des Agglomerators. Motordrehzahl und Riemenübersetzung ergeben gemeinsam diese Geschwindigkeit; beim Austausch muss die Polzahl erhalten bleiben, sonst sind die Riemenscheiben neu zu berechnen. Sind Leistung und Drehzahl des vorhandenen Antriebs bekannt, finden Sie hier passende Modelle von HEM Motor und aktuelle Preise.

Beispielmodelle

Nachfolgend drei Modelle aus dem bei Agglomeratoren häufigen Leistungsbereich. Alle sind 4-polig, mit Graugussgehäuse, Schutzart IP55 und Isolationsklasse F; die Versorgung erfolgt mit 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz.

  • 225S-4: 37 kW, 1485 U/min, IEC 225S, Nenndrehmoment 237,9 Nm.
  • 250M-4: 55 kW, 1485 U/min, IEC 250M, Nenndrehmoment 353,7 Nm.
  • 280M-4: 90 kW, 1486 U/min, IEC 280M, Nenndrehmoment 578,4 Nm, Servicefaktor 1,15. Diese Reserve ist ein Sicherheitspuffer; sie dient nicht dazu, die Charge zu vergrößern oder den Antrieb kleiner zu wählen.

Die Bauformen werden je nach Baugröße angeboten, das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt; Maße finden Sie auf der Seite Technische Zeichnungen. Für weitere Antriebe im Kunststoffrecycling kann auch die Seite Elektromotoren für die Kunststoff- und Gummiverarbeitung hilfreich sein.

Fazit und Angaben für das Angebot

Der Agglomerator-Antrieb trägt bei jeder Charge eine wiederkehrende Spitzenlast; seine Lebensdauer bestimmen Chargengröße, Zeitpunkt der Wasserzugabe, Anfahrgewohnheiten und Kühlluft. Beim Austausch bleiben Leistung und Drehzahl des vorhandenen Elektromotors erhalten; bei Problemen werden zuerst Prozess und Mechanik untersucht. Senden Sie uns:

  • Typenschildfoto des vorhandenen Elektromotors und Riemenscheibendurchmesser
  • Behältervolumen, verarbeitetes Material und ungefähre Chargendauer
  • Anlaufverfahren und Einstellung des Motorschutzrelais
  • Bauform und Lage des Antriebs zum Behälter

Passende Modelle und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Senden Sie Typenschildfoto, Drehzahl und Montageangaben Ihres vorhandenen Elektromotors über die Seite Typenschild senden und fordern Sie ein Angebot für das passende Modell an. Für Fragen können Sie auch unsere Kontaktseite nutzen.

Häufig gestellte Fragen

Warum erreicht der Strom des Agglomerator-Antriebs beim Wasserzugeben seinen Höchstwert?

Der erweichte, klebrige Kunststoff verklumpt durch den Wasserschock schlagartig; beim Brechen dieser Masse haben die Messer den größten Widerstand. Diese kurze Spitze wiederholt sich bei jeder Charge.

Muss der Elektromotor vergrößert werden, wenn das Motorschutzrelais am Agglomerator auslöst?

Nicht immer. Zuerst sollten Chargenmenge, Zeitpunkt der Wasserzugabe, Riemenspannung und Kühlluft des Antriebs geprüft werden; eine Leistungserhöhung wird zusammen mit Messern und Riemen geplant.

Wie sollte ein mitten in der Charge stehengebliebener Agglomerator wieder angefahren werden?

Ist halb geschmolzenes Material im Behälter abgekühlt und an den Messern festgeklebt, muss es zuerst entfernt werden. Ein Anlauf mit gefülltem Behälter belastet Antrieb und Übertragungselemente.

Kann am Agglomerator statt eines 4-poligen ein 2-poliger Elektromotor eingesetzt werden?

Da sich die Messerumfangsgeschwindigkeit verdoppeln würde, wird dies ohne Neuberechnung der Riemenübersetzung nicht empfohlen. Beim Austausch sollte die Drehzahl des vorhandenen Antriebs beibehalten werden.

HEM Motor Modelle zu diesem Artikel

Die Karten zeigen Beispielmodelle zum Thema. Der passende Motor wird nicht allein nach der Leistung gewählt: Vergleichen Sie Drehzahl, Spannung, Bauform, Wellen- und Anschlussmaße auf der Produktseite; im Zweifel senden Sie ein Foto vom Leistungsschild des vorhandenen Motors per WhatsApp.

Elektromotor 37 kW 1500 U/min mit Graugussgehäuse 225S-4

225S-4

37 kW · 1500 U/min

  • Graugussgehäuse · IEC 225S
  • 1485 U/min · IP55
  • Bauform: B3 Fußausführung; Flanschausführung (B5/B14/B35) je nach Baugröße — Bestätigung mit der Bestellung

1.509,72 US$ (1.354,58 €)

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Elektromotor 55 kW 1500 U/min mit Graugussgehäuse 250M-4

250M-4

55 kW · 1500 U/min

  • Graugussgehäuse · IEC 250M
  • 1485 U/min · IP55
  • Bauform: B3 Fußausführung; Flanschausführung (B5/B14/B35) je nach Baugröße — Bestätigung mit der Bestellung

2.042,11 US$ (1.832,26 €)

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Elektromotor 90 kW 1500 U/min mit Graugussgehäuse 280M-4

280M-4

90 kW · 1500 U/min

  • Graugussgehäuse · IEC 280M
  • 1486 U/min · IP55
  • Bauform: B3 Fußausführung; Flanschausführung (B5/B14/B35) je nach Baugröße — Bestätigung mit der Bestellung

3.231,20 US$ (2.899,15 €)

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