Elektromotor für mehrstufige Pumpen

Eine mehrstufige Pumpe erhöht den Druck des Wassers Schritt für Schritt über mehrere Laufräder, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind: Jedes Laufrad übernimmt das vom vorherigen geförderte Wasser und steigert dessen Druck weiter. So lassen sich mit einem kompakten Gehäuse Förderhöhen erreichen, die mit einem einzelnen Laufrad kaum möglich wären. Hier geht es um den Drehstrom-Asynchronmotor, der diese Stufen antreibt; einen allgemeinen Überblick über die Pumpentypen bietet die Seite Elektromotoren für Pumpen.

Mehr Stufen, mehr Last für den Motor

Innerhalb einer Baureihe mehrstufiger Pumpen unterscheiden sich die Modelle derselben Förderstromklasse meist durch die Stufenzahl. Mit jeder zusätzlichen Stufe steigt die Förderhöhe annähernd im gleichen Verhältnis; entsprechend wächst auch die Wellenleistung, die nötig ist, um das Wasser höher zu fördern. Daher können zwei Modelle derselben Pumpenfamilie, die von außen nahezu gleich aussehen, sehr unterschiedliche Motoren haben.

Deshalb zählt beim Motortausch nicht die Pumpenfamilie, sondern das Typenschild der jeweiligen Pumpe. Die dort angegebene Stufenzahl und Motorleistung bilden die Untergrenze für den neuen Motor. Wurde die Stufenzahl nachträglich geändert (Stufen hinzugefügt oder entfernt), muss die Motorleistung anhand der Kennlinie des Pumpenherstellers erneut geprüft werden.

2-polige Drehzahl und Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads

Die Förderhöhe eines Laufrads wächst mit dem Quadrat seiner Umfangsgeschwindigkeit. Da mehrstufige Pumpen mit Laufrädern kleinen Durchmessers arbeiten, erreichen sie diese Geschwindigkeit über eine hohe Drehzahl; der Motor ist überwiegend 2-polig und gehört zur Klasse 3000 U/min. Ein 4-poliger Motor an derselben Pumpe senkt die Förderhöhe auf grob ein Viertel – über die Drehzahl lässt sich bei dieser Pumpe also nicht verhandeln.

Die Nenndrehzahl der 2-poligen Modelle in unserem Katalog liegt je nach Leistung zwischen 2730 und 2980 U/min. Wählt man beim Austausch ein Modell mit einer Drehzahl nahe dem Wert auf dem alten Typenschild, bleibt die Pumpe in ihrem Auslegungspunkt. Bei horizontalen mehrstufigen Pumpen mit großem Förderstrom gibt es auch 4-polige Ausführungen; prüfen Sie dies anhand des Pumpentypenschilds.

Anschlussunterschiede bei vertikaler und horizontaler Bauweise

Bei der vertikalen mehrstufigen Pumpe sind die Stufen in einem Edelstahlmantel übereinander angeordnet; Saug- und Druckstutzen liegen am Fuß auf gleicher Höhe. Der Motor sitzt in Bauform V1 mit seinem großen Flansch auf der Laterne oben und treibt die Pumpenwelle über eine Kupplung an. Da die Stufen einen nach oben gerichteten Schub erzeugen, kann diese Axialkraft je nach Pumpenkonstruktion auch auf das Motorlager übertragen werden; geben Sie den vertikalen Betrieb und die Axiallast bei der Bestellung an.

Bei der horizontalen (Gliederbauweise) mehrstufigen Pumpe sitzen die Stufen wie mit Zugankern verspannte Ringe nebeneinander. Der Motor wird in Fußausführung (B3) oder Fuß-Flansch-Ausführung (B35) auf einem gemeinsamen Grundrahmen montiert und über eine elastische Kupplung verbunden. Entscheidend ist hier die Ausrichtung der Kupplung: Schon ein kleiner Achsversatz an der langen Pumpenwelle belastet sowohl die Stopfbuchse bzw. Gleitringdichtung als auch das kupplungsseitige Motorlager.

Bei beiden Bauweisen werden Flanschtyp und Wellenmaß bei der Bestellung bestätigt. Zu den Bauformkürzeln informiert die Frage Welche Bauformen werden angeboten?, zum Gehäuse mit Fuß und Flansch die Seite B34/B35-Motoren.

Anlauf und Stillstand bei Hochdruckanwendungen

Bei Kesselspeisung, Vordruck für Umkehrosmose (RO), Hochdruck-Reinigungslinien oder der Grubenentwässerung arbeitet die Pumpe dauerhaft bei hoher Förderhöhe. Da die Laufräder klein und leicht sind, ist das Trägheitsmoment des Rotors gering; der Motor erreicht seine volle Drehzahl in kurzer Zeit. Aufmerksamkeit erfordert vor allem das Abschalten: Ist die Druckleitung lang und hoch und schließt die Rückschlagklappe nicht schnell genug, fließt das Wasser zurück und es entsteht ein Druckstoß. In manchen Anlagen werden deshalb Anlauf und Auslauf über Sanftanlasser oder Frequenzumrichter mit Rampen gefahren.

Läuft eine mehrstufige Pumpe längere Zeit gegen einen geschlossenen Schieber, erwärmt sich das Wasser darin rasch. Mindestmengenleitung und Trockenlaufschutz sind Aufgabe der Pumpe und der Anlage; der Motor selbst erkennt diesen Zustand nicht. Unsere Drehstrom-Baureihen können über Frequenzumrichter betrieben werden; bei langen Kabeln oder längerem Betrieb mit sehr niedriger Drehzahl werden Filter und Fremdlüfter im Angebot berücksichtigt. Details: umrichtertaugliche Elektromotoren.

Heißwasser, Feuchtigkeit und Wartungsintervalle

Bei Kesselspeisepumpen ist das Pumpengehäuse heiß, und diese Wärme wird über die Laterne an den Motorflansch weitergeleitet; auch der Kesselraum selbst kann warm sein. Ist die Umgebungstemperatur hoch, teilen Sie dies bitte bereits in der Angebotsphase mit. Alle unsere Modelle sind in Schutzart IP55 und Isolationsklasse F ausgeführt; als Bestelloption gibt es PTC/PT100-Fühler für Betriebe, die die Wicklungstemperatur überwachen möchten, sowie eine Stillstandsheizung für feuchte Pumpenräume.

Bei der Wartung werden Leckagen an der Gleitringdichtung, der Kupplungsgummi und das Laufgeräusch des Motorlagers regelmäßig geprüft. Spritzt Wasser aus einer undichten Dichtung auf den Motor oder in den Kupplungsbereich, schädigt das auf Dauer das Lager; zögern Sie den Dichtungswechsel nicht hinaus.

Beispielmotoren nach Anwendung

Die Tabelle dient der Orientierung; das genaue Modell richtet sich nach Leistung und Drehzahl auf dem Pumpentypenschild, der Bauweise und den Bedingungen der Anlage.

Diese Angaben benötigen wir für den Motor Ihrer mehrstufigen Pumpe

Für das Angebot brauchen wir: die Maschine oder Anlage, in der die Pumpe arbeitet, Pumpenmarke und Stufenzahl, Motorleistung und Drehzahl, Spannung, Montage (vertikal mit V1-Flansch oder horizontal auf Grundrahmen), gegebenenfalls Umrichterbetrieb sowie die Stückzahl. Ein Foto vom Typenschild des Altmotors beantwortet die meisten Fragen auf einmal.

Modellkarten und Preise finden Sie in unserem Elektromotoren-Shop; sind Sie bei Flansch- oder Wellenmaß unsicher, senden Sie uns ein Foto über die WhatsApp-Linie auf der Kontaktseite.

Häufig gestellte Fragen

Was passiert, wenn ich an einer mehrstufigen Pumpe einen 4-poligen Motor einsetze?

Die Drehzahl halbiert sich, und die Förderhöhe sinkt auf grob ein Viertel; die Pumpe erreicht ihren Auslegungsdruck nicht. Ist die Pumpe 2-polig ausgelegt, muss auch der Motor 2-polig sein.

Reicht der Motor, wenn ich der Pumpe Stufen hinzufügen lasse?

Zusätzliche Stufen erhöhen die erforderliche Wellenleistung. Prüfen Sie den Leistungsbedarf bei der neuen Stufenzahl anhand der Kennlinie des Pumpenherstellers und wählen Sie gegebenenfalls einen Motor der nächsthöheren Leistung.

Warum muss der Motor einer vertikalen mehrstufigen Pumpe bei der Bestellung gesondert angegeben werden?

Der Motor arbeitet mit nach unten gerichteter Welle, und der Axialschub der Pumpe kann auf das Lager wirken. Bauform V1 und Angaben zur Axiallast sind Teil der Auswahl der Lageranordnung.

Nimmt der Motor Schaden, wenn die Pumpe gegen einen geschlossenen Schieber läuft?

Der Motor wird in der Regel nicht überlastet, aber das Wasser in der Pumpe erwärmt sich und die Dichtung nimmt Schaden. Mindestmengenleitung und Trockenlaufschutz müssen in der Anlage vorhanden sein.