Elektromotor für Axialventilatoren mit Leitschaufeln

Ein Axialventilator mit Leitschaufeln (Vane-Axial) hat im zylindrischen Gehäuse feststehende Schaufeln direkt hinter oder vor dem Propeller. Die Luft verlässt den Propeller mit einem Drall; die feststehenden Schaufeln richten diese Wirbelströmung gerade und wandeln einen Teil der Rotationsenergie in statischen Druck um. Das Ergebnis ist ein höherer Druck und eine gleichmäßigere Abströmung als bei einem einfachen Rohr-Axialventilator gleichen Durchmessers. Zur Übersicht aller Ventilatorbauarten gelangen Sie über die Seite Elektromotoren für Ventilatoren und Absauggeräte; hier behandeln wir nur die Unterschiede, die die Leitschaufel-Bauart für den Motor mit sich bringt.

Wie verändern feststehende Schaufeln die Motorlast?

Da die Leitschaufeln die Luft gleichrichten, überwindet der Ventilator Widerstände, denen ein einfacher Rohr-Axialventilator nicht gewachsen ist: lange Kanäle, Schalldämpfer, Wärmetauscherregister oder Grubenstrecken. Der Preis für diesen Druckgewinn ist Wellenleistung. Höherer Druck bei gleichem Volumenstrom bedeutet, dass der Motor mehr Drehmoment liefern muss.

Bei diesen Ventilatoren sitzt der Propeller meist direkt auf der Motorwelle. Ist der Propellerdurchmesser klein und der Druckbedarf hoch, werden wegen der Umfangsgeschwindigkeit zweipolige Motoren (Klasse 3000 U/min) eingesetzt; mit wachsendem Durchmesser vier- und sechspolige Motoren. Die genaue Drehzahl wird aus der Kennlinie des Ventilatorherstellers abgelesen; auch die Motorleistung richtet sich nach der Wellenleistung, die der Betriebspunkt auf dieser Kennlinie erfordert.

Warum wird der Anlauf mit geschlossener Klappe nicht empfohlen?

Bei Radialventilatoren ist es üblich, mit geschlossener Saugklappe anzufahren. Beim Axialventilator mit Leitschaufeln ist es umgekehrt: Sinkt der Volumenstrom stark, reißt die Strömung an den Schaufeln ab (Stall), der Ventilator läuft unruhig und vibriert, und bei vielen Konstruktionen steigt die Wellenleistung bei geringem Volumenstrom sogar an. Ein Anlauf mit geschlossener oder stark gedrosselter Klappe entlastet den Motor deshalb nicht, sondern kann ihn zusätzlich belasten.

Längerer Betrieb im Abrissgebiet macht sich auch am Motor bemerkbar: Die Last am Propeller schwankt bei jeder Umdrehung, die Lager werden wechselnd belastet, und der Strom pendelt. Der Anlagenwiderstand sollte so ausgelegt sein, dass der Ventilator im stabilen Bereich seiner Kennlinie bleibt. In welcher Klappenstellung angefahren wird, richtet sich nach den Vorgaben des Ventilatorherstellers.

Motor im Gehäuse: Anschluss, Kabel und Kühlung

Bei diesen Ventilatoren sitzt der Motor in der Regel in der Gehäusemitte in einer Nabe, die an den Leitschaufeln oder an separaten Tragarmen befestigt ist. Nabendurchmesser und Motorgehäuse müssen zueinander passen; deshalb fordert der Ventilatorhersteller den Motor in einer bestimmten Baugröße und Anschlussart an. Am häufigsten sitzt der Motor bei Rohrventilatoren mit seinen Füßen oder mit B5/B14-Flansch auf der Nabenplatte; je nach Baugröße sind auch B3, B34, B35 sowie für vertikal aufgestellte Turmventilatoren V1, V3, V5, V6 und V15 möglich. Welcher Flansch und welcher Wellendurchmesser passen, klären wir bei der Bestellung anhand der Nabenzeichnung des Ventilatorherstellers. Die Flanschtypen erläutert die Seite Elektromotoren in Flanschausführung B5 und B14.

Der Klemmenkasten liegt im Gehäuseinneren; das Versorgungskabel wird meist durch eine Leitschaufel oder über eine Verschraubung im Gehäuse nach außen geführt. Ausrichtung des Klemmenkastens und Richtung der Kabeleinführung sollten bei der Bestellung angegeben werden, sonst passt das Kabel womöglich nicht durch den Schaufelquerschnitt.

Der Motor wird von der Luft gekühlt, die der Ventilator fördert. Ist die Luft sauber und hat sie Umgebungstemperatur, ist das ein Vorteil. Läuft der Ventilator lange mit sehr geringem Volumenstrom oder fördert er heiße, staubige Luft, wird die Wärmeabfuhr schwächer. Geben Sie die Temperatur der geförderten Luft bei der Bestellung an. Für Ventilatoren mit Start-Stopp-Betrieb und feuchter Luft kann eine Stillstandsheizung, für schwer zugängliche Gehäuse ein PTC/PT100-Wicklungsfühler mitbestellt werden. Die Schutzart IP55 unserer Motoren schützt gegen Staub und Spritzwasser: Aggressive Gasströme, mit dem Schlauch gereinigte Gehäuse oder explosionsfähige Atmosphäre fallen nicht unter diesen Schutz. In einer solchen Anlage muss der Ventilatorhersteller zusätzliche Maßnahmen treffen oder ein Sondermotor gewählt werden; beschreiben Sie die Situation in Ihrer Anfrage klar.

Schaufelwinkelverstellung und Drehzahlregelung

Bei vielen Leitschaufelventilatoren lässt sich der Winkel der Propellerschaufeln im Stillstand verstellen. Ein größerer Winkel erhöht Druck und Volumenstrom und damit auch die aufgenommene Motorleistung. Wurde der Ventilator vor Ort neu eingestellt, sollte anschließend der Motorstrom gemessen und mit dem Nennstrom auf dem Typenschild verglichen werden.

Muss der Volumenstrom im Betrieb verändert werden, ist ein Frequenzumrichter der flexiblere Weg. Unsere Drehstrommotoren können über einen Umrichter gespeist werden. Da die Ventilatorlast mit sinkender Drehzahl abnimmt, reicht der Eigenlüfter in den meisten Fällen zur Kühlung aus; wird jedoch längere Zeit hohes Drehmoment bei niedriger Frequenz verlangt, kommt ein separat gespeister Fremdlüfter, bei langer Leitung zwischen Umrichter und Motor ein Ausgangsfilter in Betracht. Es genügt, diese beiden Angaben der Anfrage beizufügen; ausführlich behandelt das Thema die Seite Umrichtergeeignete Elektromotoren. Damit beim Absenken der Drehzahl die Abrissgrenze nicht erreicht wird, sollte die Mindestfrequenz des Umrichters gemeinsam mit dem Ventilatorhersteller festgelegt werden.

Einsatzbereiche und Beispielmodelle von HEM

Leitschaufelventilatoren werden bei Luftwegen mit hohem Widerstand, aber geradliniger Führung bevorzugt: Gruben- und Tunnelbewetterung, Abluft von Lackierkabinen, Prozessluft mit langen Kanälen, Einheiten, die Luft durch Kühlregister drücken. Die folgende Tabelle bietet eine Vorauswahl aus Sicht der Motorseite.

Die Motoren in der Tabelle dienen als Anhaltspunkt. Den richtigen Motor bestimmen gemeinsam die Leistungsaufnahme des Ventilators im Betriebspunkt, die vom Propeller geforderte Drehzahl, die Befestigung an der Nabe und die Luftbedingungen. In Bergwerken mit möglicherweise explosionsfähigen Gasen darf kein Standardmotor eingesetzt werden; dieser Fall wird im Projekt gesondert behandelt.

Die Motorseite bei der Wartung schützen

Der Spalt zwischen Leitschaufeln und Propeller ist klein. Lockert sich eine Schaufel oder setzt sich Schmutz am Propeller ab, überträgt sich die Unwucht direkt auf die Motorlager. Bei der regelmäßigen Kontrolle sollten Schaufelbefestigungen, Propellersauberkeit und Lagergeräusch gemeinsam bewertet werden. Da der Zugang zum Motor oft den Ausbau des Gehäuses erfordert, verringert ein PTC-Fühler, der die Wicklungstemperatur aus der Ferne überwacht, unliebsame Überraschungen zwischen den Wartungsintervallen. Die Lagerschmierung erfolgt nach den Angaben auf dem Typenschild und im Katalog.

Hinweise zu Ihrer Anfrage

Für ein Angebot genügt es, wenn Sie uns mitteilen, in welcher Maschine oder Anlage der Ventilator arbeitet, welche Leistung und Drehzahl der Propeller verlangt, welche Spannung vor Ort anliegt, wie der Motor an der Nabe montiert wird, in welche Richtung Klemmenkasten und Kabelausgang zeigen, welche Temperatur die Luft hat und wie viele Stück benötigt werden. Senden Sie uns ein Foto vom Typenschild Ihres vorhandenen Motors, ermitteln wir daraus das gleichwertige Modell; wie das geht, steht im Leitfaden zum Senden des Typenschilds.

Die Preise sind auf der jeweiligen Modellseite im Bereich Shop aufgeführt. Ihre Fragen können Sie per WhatsApp oder telefonisch über die Rufnummern auf der Kontaktseite stellen.

Häufig gestellte Fragen

Schützt es den Motor, den Leitschaufelventilator bei geschlossener Klappe zu starten?

In der Regel nicht. Bei Axialventilatoren reißt die Strömung bei sehr geringem Volumenstrom ab, und bei vielen Konstruktionen steigt die Wellenleistung. Die Klappenstellung beim Anlauf sollte nach den Vorgaben des Ventilatorherstellers festgelegt werden.

Wie lässt sich eine Überhitzung erkennen, wenn der Motor im Gehäuse sitzt?

Da der Motor schwer einsehbar ist, sind in die Wicklung eingebaute PTC- oder PT100-Fühler der praktischste Weg. Der Fühler ist eine Bestelloption und wird an das passende Relais im Schaltschrank angeschlossen.

Worauf muss ich beim Motortausch an einem alten Ventilator achten?

Neben Leistung und Drehzahl müssen Flansch, Wellenende, Passfeder und das an der Nabe sitzende Gehäusemaß zum alten Motor passen. Auch die Lage des Klemmenkastens beeinflusst die Kabelführung durch die Leitschaufel.

Brauche ich einen größeren Motor, wenn ich den Schaufelwinkel vergrößere?

Möglicherweise. Mit zunehmendem Winkel steigt auch die aufgenommene Leistung. Nach der Verstellung wird der Strom gemessen; liegt er über dem Typenschildwert, wird der Winkel zurückgenommen oder die Motorleistung neu bewertet.