Elektromotor für Diagonalventilatoren (Mixed-Flow)

Ein Diagonalventilator (Mixed-Flow-Ventilator) liegt in seiner Bauart zwischen Axial- und Radialventilator. Die Luft tritt in axialer Richtung in das Laufrad ein, wird beim Durchströmen der Schaufeln auf einer kegelförmigen Nabe sowohl nach vorn als auch nach außen gelenkt und verlässt es schräg. So erreicht man einen höheren Druck als beim Axialventilator und zugleich ein kompakteres, mit dem Kanal fluchtendes Gehäuse als beim Radialventilator. Diese Seite behandelt den Elektromotor, der diesen Laufradtyp antreibt; zu anderen Ventilatorarten sehen Sie bitte die Seite Elektromotoren für Lüfter und Absauganlagen.

Kegelnabe und Schrägströmung: Was spürt der Elektromotor?

Beim Diagonallaufrad schieben die Schaufeln die Luft wie ein Propeller nach vorn und schleudern sie zugleich durch die Fliehkraft nach außen. Ein Teil des Drucks entsteht durch diese Auswärtsbewegung; daher erzeugt es bei gleichem Durchmesser und gleicher Drehzahl mehr Druck als ein Axialventilator. Für den Motor heißt das: Auch in Leitungen mit hohem Kanalwiderstand erfüllt das Laufrad seine Aufgabe, ohne hohe Drehzahlen zu verlangen. In der Praxis wird mit 4- und 6-poligen Motoren, also in den Klassen 1500 und 1000 U/min, ein leiser Betrieb erreicht.

Die Masse des Laufrads ist größer als die eines Axialpropellers, meist aber geringer als die eines großen Radiallaufrads. Auch die Hochlaufzeit liegt zwischen diesen beiden Extremen. Bei Modellen mit großem Durchmesser und Gusslaufrad sollte die Auslöseklasse des thermischen Überlastschutzes dennoch nach der Anlaufzeit gewählt werden.

Form der Leistungskurve und Motorreserve

Bei den meisten Diagonalventilatoren verläuft die Wellenleistung über einen weiten Volumenstrombereich relativ flach. Das bedeutet: Weicht der Kanalwiderstand etwas vom Auslegungswert ab, ändert sich die Motorlast nicht sprunghaft. Dieses Verhalten hängt jedoch von der Konstruktion ab; bei manchen Modellen steigt die Leistung bei kleinem Volumenstrom, bei anderen nimmt sie bei großem Volumenstrom weiter zu. Die Motorleistung wird festgelegt, indem man auf der Kennlinie des Ventilatorherstellers den schwersten im Betrieb möglichen Punkt abliest.

Wird der Volumenstrom stark gedrosselt, können ähnlich wie bei Axialventilatoren Strömungsabriss an den Schaufeln und ein pulsierender Betrieb auftreten. Wird der Ventilator dauerhaft in diesem Bereich betrieben, entstehen wechselnde Lasten sowohl am Laufrad als auch an den Motorlagern.

Direktantrieb, Riemenantrieb und Gehäuse mit Motortunnel

Direktantrieb: Bei der häufigsten Anordnung sitzt der Motor im Rohrgehäuse hinter dem Laufrad, und das Laufrad wird direkt auf die Motorwelle gesetzt. Der Motor wird von der geförderten Luft gekühlt; ist die Luft sauber und normal temperiert, ist das eine gute Kühlung. Wellenende und Flansch müssen zur Laufradnabe und zum Motorträger passen.

Riemenantrieb: Der Motor wird außerhalb des Gehäuses auf einer Konsole montiert; das Laufrad dreht sich auf einer eigenen gelagerten Welle. Die Ventilatordrehzahl wird über das Riemenscheibenverhältnis eingestellt, und der Motor ist vom Luftstrom getrennt. Da die Riemenspannung die Motorwelle seitlich belastet, sollte die Riemenscheibe nahe am Wellenbund sitzen und die Motorriemenscheibe nicht zu klein gewählt werden.

Gehäuse mit Motortunnel (Bifurcated): Im Gehäuse befindet sich ein geschlossener Tunnel, um den die Luft herumströmt; der Motor sitzt in diesem Tunnel außerhalb des Luftstroms und wird mit Umgebungsluft gekühlt. Bevorzugt wird diese Bauart in Küchen- und Prozessabluft mit heißer, fettiger oder verschmutzter Luft. Da die Kühlung des Motors von der Außenluft abhängt, dürfen die Tunnelöffnungen nicht verschlossen werden.

Bei Ventilatoren mit Rohrgehäuse wird der Motor meist mit B5- oder B14-Flansch an der Trägerplatte befestigt, beim Riemenantrieb mit B3-Füßen auf der Konsole. Je nach Baugröße gibt es auch B34, B35 sowie für die vertikale Aufstellung V1, V3, V5, V6 und V15; Flansch- und Wellenmaß werden bei der Bestellung anhand der Ventilatorzeichnung festgelegt.

Anwendungen und Beispielmodelle von HEM

Diagonalventilatoren findet man in der Kanalbelüftung, in Tiefgaragen- und Küchenabluft, in Labor- und Prozessabluft sowie in Filterleitungen mit hohem Druckverlust. Die folgende Tabelle bietet eine erste Übersicht von der Motorseite für gängige Anordnungen.

Diese Zeilen dienen der ersten Orientierung; die endgültige Auswahl erfolgt anhand der vom Ventilatorhersteller angegebenen Wellenleistung, der Laufraddrehzahl, der Antriebsanordnung und der Bedingungen der geförderten Luft.

Der Elektromotor in heißer, fettiger oder feuchter Luft

Fördert ein direkt angetriebener Ventilator heiße Luft, sitzt auch der Motor in dieser Luft, und seine Kühlreserve sinkt. Deshalb ist es wichtig, die Temperatur der geförderten Luft bei der Bestellung anzugeben; bei hohen Temperaturen oder öldampfhaltiger Luft kann ein Gehäuse mit Motortunnel oder ein Riemenantrieb besser geeignet sein. Ventilatoren mit Zulassung für die Rauchabführung im Brandfall bilden eine eigene Klasse; ein Standardmotor wird für diese Aufgabe nicht angeboten.

Bei Ventilatoren mit Start-Stopp-Betrieb und feuchter Luft ist eine Stillstandsheizung gegen Kondensation in der Wicklung als Bestelloption erhältlich, bei schwer zugänglichen Motoren im Gehäuse ein PTC/PT100-Fühler zur Temperaturüberwachung. Unsere Motoren in Schutzart IP55 sind gegen Staub und Spritzwasser geschützt; Abspritzen mit dem Schlauch, aggressive Gase oder explosionsfähige Atmosphäre liegen außerhalb dieses Schutzes und erfordern zusätzliche Maßnahmen des Ventilatorherstellers.

Drehzahlregelung

Diagonalventilatoren werden häufig in Systemen mit variablem Volumenstrom eingesetzt, wobei der Volumenstrom meist über einen Frequenzumrichter eingestellt wird. Unsere Drehstrommotoren können am Frequenzumrichter betrieben werden. Da die Ventilatorlast mit der Drehzahl schnell abnimmt, ist der Motor bei niedriger Drehzahl meist entlastet; wird über lange Zeit bei niedriger Drehzahl ein hohes Drehmoment benötigt, ist ein Fremdlüfter, bei langem Kabel zwischen Umrichter und Motor ein Ausgangsfilter zu prüfen. Einzelheiten finden Sie auf der Seite umrichtertaugliche Elektromotoren. Da sich die Ventilatorleistung etwa mit der dritten Potenz der Drehzahl ändert, prüfen Sie vor einer Drehzahlerhöhung bitte die Motorleistung; der Zusammenhang ist eine Näherung und hängt vom System ab.

Was Sie uns für ein Angebot senden sollten

Uns genügen: Maschine oder Anlage, in der der Ventilator eingesetzt wird, Anordnung (Direkt-, Riemenantrieb, Motortunnel), benötigte Leistung und Drehzahl, Netzspannung, Bauform, Temperatur der geförderten Luft und gewünschte Stückzahl. Mit dem Typenschild des alten Antriebs können Sie auch nach einem gleichwertigen Ersatz fragen.

Die Preise stehen auf den Produktseiten in unserem Shop. WhatsApp- und Telefonnummern finden Sie auf der Kontaktseite.

Häufig gestellte Fragen

Belastet ein Diagonalventilator den Motor stärker als ein Axialventilator?

Da er bei gleichem Volumenstrom einen höheren Druck erzeugt, ist die Wellenleistung in der Regel höher. Bei den meisten Konstruktionen verläuft die Leistungskurve jedoch flacher; der Motor wird nach dem schwersten Betriebspunkt der Kennlinie ausgewählt.

Warum wird der Motor im Gehäuse mit Motortunnel nicht von der heißen Luft beeinträchtigt?

Der Motor sitzt in einem geschlossenen Tunnel, um den die Luft herumströmt, und wird mit Umgebungsluft gekühlt. Solange die Tunnelöffnungen frei bleiben, kommt die geförderte heiße Luft nicht direkt mit dem Motor in Berührung.

Worauf ist beim Motortausch an einem Kanalventilator besonders zu achten?

Neben Leistung und Drehzahl sind Flanschtyp, Wellenende und die Passung der Passfeder zur Laufradnabe zu prüfen. Eine nicht passende Nabe stört die Wuchtung, und die Vibration überträgt sich auf die Motorlager.

Sind bei diesen Ventilatoren 4-polige oder 6-polige Motoren üblich?

Beide werden verwendet. Bei Laufrädern mit kleinem und mittlerem Durchmesser überwiegen 4-polige, bei großen Durchmessern und geforderter Laufruhe 6-polige Motoren. Die endgültige Entscheidung richtet sich nach der Kennlinie des Ventilatorherstellers.