Langzeitlagerung von Elektromotoren: Wie bleibt die Reserveeinheit im Regal einsatzbereit?

In einem Zementwerk wartete ein 90-kW-Reserve-Elektromotor für einen kritischen Ventilator drei Jahre lang unter einer Plane in einer Ecke der Werkstatt. Als der Hauptantrieb ausfiel, wurde die Reserve in der Nachtschicht in aller Eile eingebaut. Gleich in der ersten Minute löste der Fehlerstromschutzschalter aus. Die Messung ergab, dass der Isolationswiderstand der Wicklung auf einige hundert Kiloohm gefallen war. Die Maschine war intakt, doch das Kondenswasser, das sich drei Winter lang jeden Morgen gebildet hatte, war langsam in die Wicklung eingedrungen. Die Reserve, die den Stillstand verkürzen sollte, verlängerte ihn um zwei Tage.

Ein Reserve-Elektromotor ist nur dann eine Absicherung, wenn er im Bedarfsfall störungsfrei läuft. Das erreicht man nicht, indem man ihn wie einen Karton ins Regal stellt, sondern durch kleine, aber regelmäßige Maßnahmen während der Lagerzeit. Im Folgenden haben wir diese Maßnahmen nach Lagerdauer und Lagerart geordnet.

Was schadet einem Elektromotor im Stillstand?

Ein laufender Elektromotor schützt sich selbst: Er erwärmt sich und treibt so die Feuchtigkeit aus, und durch die Drehung verteilt er das Fett im Lager. Einem stillstehenden Antrieb fehlen beide Effekte. Drei Vorgänge schreiten langsam voran:

• Kondensation: Das nachts abgekühlte Graugussgehäuse lässt die Feuchtigkeit der morgens wärmer werdenden Luft an seiner Oberfläche und im Inneren kondensieren. Das Wasser gelangt an die Wicklungsisolation, in den Klemmenkasten und in den Lagersitz.
• Stillstandsmarken im Lager: Dreht sich die Welle nie, tragen die Kugeln die Last immer an derselben Stelle. Ein in der Nähe arbeitender Brecher, eine Presse oder Staplerverkehr übertragen kleine Schwingungen, und an den Kontaktstellen der Kugeln entstehen Eindrücke. Man spricht von False Brinelling. Läuft der Elektromotor später, machen sich diese Spuren als Brummen und Vibration bemerkbar.
• Fett und Schutzfilm: Bei langer Lagerung kann sich das Öl aus dem Fett abscheiden und auf einer Seite sammeln. Auch die Korrosionsschutzschicht am Wellenende wird mit der Zeit dünner.

Die Lagerart bestimmt die Hälfte des Risikos

Derselbe Elektromotor altert in unterschiedlichen Lagern sehr unterschiedlich:

• Beheiztes, geschlossenes Lager: Die Temperatur schwankt im Tagesverlauf kaum, das Kondensationsrisiko ist gering. Für eine Langzeitlagerung ist dies der geeignetste Ort.
• Unbeheiztes, geschlossenes Lager: Da der Unterschied zwischen Tag und Nacht deutlich ist, tritt im Frühjahr und Herbst Kondensation auf. Der Elektromotor sollte auf einer Palette, mit Abstand zum Boden, gelagert werden.
• Offener Unterstand oder unter einer Plane: Hier drohen sowohl Kondensation als auch vom Wind herangetragener Staub und Regen. Umhüllt die Plane den Antrieb eng, schließt sie die Feuchtigkeit ein. Für Lagerzeiten von mehr als einigen Wochen ist dies ungeeignet.
• Baustellencontainer: Im Sommer heizt sich das Innere stark auf, im Winter erzeugen die kalten Blechflächen reichlich Kondenswasser. Projektmotoren, die auf ihre Montage warten, nehmen meist hier Schaden.

Unabhängig von der Lagerart sollte der Elektromotor fern von Schwingungsquellen, mit Abstand zum Boden und ohne aufgelegte Lasten aufbewahrt werden. Eine geschlossene, aber atmungsaktive Abdeckung ist besser als eng gewickelte Folie.

Maßnahmen nach Lagerdauer

Die ersten drei Monate

Befindet sich der Elektromotor in der Werksverpackung, lassen Sie diese an Ort und Stelle, öffnen Sie sie aber einmal und prüfen Sie auf Beschädigungen. Kontrollieren Sie, ob die Schutzschicht am Wellenende und die Passfedernut unversehrt sind. Stellen Sie sicher, dass Klemmenkastendeckel und Verschlussstopfen der Kabeleinführungen vorhanden sind. Weitere Maßnahmen sind in diesem Zeitraum in der Regel nicht erforderlich.

Drei Monate bis ein Jahr

Drehen Sie die Welle einmal im Monat von Hand einige volle Umdrehungen und lassen Sie sie jedes Mal in einer anderen Position stehen. So wird die Last der Kugeln auf andere Stellen verlagert und das Fett verteilt. In einem unbeheizten Lager verhindert die Versorgung einer vorhandenen Stillstandsheizung Kondensation, da sie das Gehäuseinnere einige Grad über der Umgebungstemperatur hält. Die Stillstandsheizung ist bei den Reihen von HEM Motor eine Option; für Elektromotoren, von denen von vornherein bekannt ist, dass sie lange auf Lager liegen, kann sie bei der Bestellung berücksichtigt werden. Wird der Isolationswiderstand alle sechs Monate gemessen und auf der Lagerkarte notiert, fällt ein beginnender Abfall frühzeitig auf.

Mehr als ein Jahr

Zusätzlich zum Drehen der Welle und zur Messdokumentation sollte vor der Entnahme der Zustand von Lagern und Fett bewertet werden. Bei Elektromotoren, die mehrere Jahre gelagert waren, kann der Antrieb zur Fetterneuerung oder Lagerkontrolle in eine Motorenwerkstatt gegeben werden. Die Entscheidung hängt vom Messverlauf auf der Lagerkarte und von der Größe der Maschine ab. Bei einem kleinen Elektromotor ist dies meist nicht wirtschaftlich; bei einem großen, kritischen Antrieb sollte es dagegen nicht vernachlässigt werden.

Was gehört auf die Lagerkarte?

In Anlagen mit vielen Reservemotoren besteht das eigentliche Problem darin, dass in Vergessenheit gerät, welcher Elektromotor seit wann wartet. Für jedes Gerät genügt eine einfache Karte:

• Typenschilddaten: Leistung, Drehzahl, Spannung, Bauform, Baugröße und Seriennummer.
• Einlagerungsdatum und Lagerplatz.
• Daten, an denen die Welle gedreht wurde.
• Messungen des Isolationswiderstands: Datum, Messspannung, abgelesener Wert und Umgebungstemperatur bei der Messung.
• Für welche Maschine die Reserve vorgesehen ist.

Welche Leistungen sich als Reserve lohnen, ist eine eigene Entscheidung. Ein ab Lager schnell verfügbarer Elektromotor hat nicht denselben Reservewert wie einer, der erst gefertigt werden muss; dieses Thema wird im Beitrag zu Lieferung ab Lager und Fertigungsauftrag verglichen.

Bei der Entnahme aus dem Lager

Ein lange gelagerter Elektromotor sollte nicht direkt an die Maschine angeschlossen werden. Gehen Sie in dieser Reihenfolge vor:

1. Gehäuse, Lüfterhaube, Klemmenkasten und Wellenende werden einer Sichtprüfung unterzogen; Rost, Risse oder Wasserspuren werden notiert.
2. Die Welle wird von Hand gedreht. Sie muss gleichmäßig laufen, ohne Hakeln oder Kratzgeräusche.
3. Der Klemmenkasten wird geöffnet; es wird geprüft, ob sich darin Wasser, Oxidation oder Insektennester befinden.
4. Bei einem Elektromotor der 400-V-Klasse wird mit einem 500-V-Isolationsmessgerät (Megger) der Widerstand zwischen Wicklung und Gehäuse gemessen und mit den früheren Werten auf der Lagerkarte verglichen. Wie die Messung durchgeführt und die Ergebnisse bewertet werden, erläutert der Beitrag zu Isolationswiderstand und Megger-Prüfung.
5. Ist der Wert zu niedrig, wird der Elektromotor nicht eingeschaltet. Die Wicklung wird mit der Stillstandsheizung, mit Warmluft oder kontrolliert in einer Werkstatt getrocknet, und die Messung wird wiederholt.
6. Ist der Wert in Ordnung, läuft der Elektromotor zunächst kurz im Leerlauf; Geräusch und Vibration werden geprüft, anschließend wird die Last angekuppelt.

Die Prüfungen beim Anschluss an die Maschine – also Anschluss, Drehrichtung und Ausrichtung – sind im Beitrag Inbetriebnahme und erster Start der Reihe nach beschrieben.

Fazit

Der Wert eines Reserve-Elektromotors wird durch kleine Maßnahmen während der Lagerzeit erhalten: ein trockener Platz, Abstand zum Boden, monatlich einige Umdrehungen der Welle und eine sorgfältig geführte Karte. Der Zeitaufwand dafür ist im Vergleich zu den Kosten eines Tages Stillstand einer kritischen Maschine sehr gering. Wenn Sie Ihre Reservehaltung planen und entscheiden, welche Leistungen Sie vorhalten, können Sie die Optionen auf der Seite Asynchron-Elektromotoren ansehen oder uns Ihre Bedarfsliste mitteilen.

Häufig gestellte Fragen

Wie oft muss ein Reserve-Elektromotor betrieben werden?

Ein Betrieb ist nicht zwingend; es genügt in der Regel, die Welle einmal im Monat von Hand einige Umdrehungen zu drehen. Manche Anlagen lassen den Reserveantrieb in bestimmten Abständen kurz laufen, dafür muss er jedoch angeschlossen und anschließend wieder abgeklemmt werden – das birgt ein zusätzliches Schadensrisiko.

Müssen die Lager eines gelagerten Elektromotors getauscht werden?

Bei einigen Monaten Lagerzeit in der Regel nicht. Bei Elektromotoren, die jahrelang in schwingungsbelasteter Umgebung ohne Drehen der Welle standen, können sich dagegen Stillstandsmarken im Lager gebildet haben. In diesem Fall sollten Geräusch und Vibration beim ersten Einschalten genau beobachtet und die Lager bei Zweifeln geprüft werden.

Schützt enges Einwickeln in Folie vor Feuchtigkeit?

Meist bewirkt es das Gegenteil. Eng gewickelte Folie schließt die Feuchtigkeit ein, und das bei Temperaturwechseln entstehende Kondenswasser kann nicht entweichen. Eine Abdeckung, die vor Staub schützt, aber Luft durchlässt, und ein trockenes Lager liefern bessere Ergebnisse.

Ist ein Elektromotor mit niedrigem Isolationswiderstand ein Fall für den Schrott?

Nein, in den meisten Fällen hat die Wicklung nur Feuchtigkeit aufgenommen, und nach dem Trocknen steigt der Wert wieder an. Erholt sich der Wert auch nach dem Trocknen nicht, kann ein echter Wicklungsschaden vorliegen; dann sollte der Elektromotor in einer Wickelwerkstatt begutachtet werden.