Elektromotor für Radialventilatoren mit geraden Schaufeln

Beim Radialventilator mit geraden Schaufeln verlaufen die Schaufeln von der Nabe aus gerade nach außen, ohne jede Krümmung. Diese einfache Geometrie gewinnt keinen Wirkungsgradwettbewerb, gehört aber zu den wenigen Laufradtypen, die Luft mit Spänen, Fasern, Granulat oder klebrigem Staub fördern können, ohne zu verstopfen. Pneumatische Förderleitungen, die Absaugung von Stoffresten, der Transport von Holzspänen und Hochdruck-Prozessluft sind typische Einsatzorte dieses Ventilators. Diese Seite behandelt nicht das Laufrad selbst, sondern die Auswahl des Antriebsmotors, der es antreibt; eine Übersicht der Ventilatorfamilie finden Sie auf der Seite Elektromotoren für Industrieventilatoren.

Was ein materialförderndes Laufrad vom Motor verlangt

Die gerade Schaufel hat keine Tasche, in der sich Partikel festsetzen könnten; das geschleuderte Material gleitet die Schaufel entlang, prallt auf das Gehäuse und wird am Auslass ausgeworfen. Deshalb wird das Laufrad aus dickem Blech gefertigt und häufig mit Verschleißplatten verstärkt. Das Ergebnis ist ein deutlich schwererer Rotor als bei anderen Radiallaufrädern gleichen Durchmessers.

Für den Motor ergeben sich drei Folgen. Erstens bedeutet ein schweres Laufrad ein hohes Trägheitsmoment, der Anlauf dauert länger. Zweitens dreht der Ventilator meist schnell, um an der Schaufelspitze hohen Druck zu erzeugen; verbreitet sind 2-polige Motoren (3000-U/min-Klasse) oder 4-polige Motoren mit Übersetzung ins Schnelle per Riemen. Drittens ändert sich die Wellenleistung mit der Materialmenge in der Luft; bei staubiger, dichter Beladung ist der Motor stärker belastet als bei trockener Luft.

Leistungskennlinie: Mit dem Volumenstrom steigt auch die Last

Beim Radiallaufrad mit geraden Schaufeln steigt die Wellenleistung nahezu linear mit dem Volumenstrom. Der Anstieg ist zwar nicht so steil wie beim vorwärtsgekrümmten Laufrad, doch der natürliche Höchstpunkt des rückwärtsgekrümmten Laufrads fehlt hier. Wird ein Schieber in der Leitung ganz geöffnet, der Zyklon-Einlass entfernt oder die Förderleitung gekürzt, rutscht der Motor zum stärker belasteten Ende der Kennlinie.

Deshalb werden bei der Leistungsauswahl der freieste Zustand der Leitung und die dichteste Materialbeladung gemeinsam betrachtet. Der Ventilatorhersteller gibt meist einen Leistungswert für trockene Luft an; die Last des geförderten Materials muss hinzugerechnet werden. Wird in einer bestehenden Anlage der Motor getauscht, sind der Typenschildwert des alten Elektromotors und der im schwersten Betrieb gemessene Strom der verlässlichste Ausgangspunkt.

Langer Anlauf: Trägheit, Strom und Schutzeinstellung

Ein schweres Laufrad aus dem Stillstand auf Nenndrehzahl zu bringen bedeutet, dass der Motor lange Zeit den Anlaufstrom aufnimmt. Ein für kurze Beschleunigung eingestelltes Motorschutzrelais kann in dieser Zeit auslösen; umgekehrt kann ein zu locker eingestellter Schutz die Erwärmung der Wicklung übersehen. Für die richtige Einstellung werden das Trägheitsmoment des Laufrads und das Anlaufverhalten des Elektromotors gemeinsam mit den Daten des Ventilatorherstellers bewertet.

Der erste Weg, den Anlauf zu erleichtern, ist ein geschlossener Luftweg: Bei geschlossener Saugklappe oder geschlossenem Schieber bewegt das Laufrad weniger Luft, und der Motor beschleunigt mit weniger Drehmoment. Zur Begrenzung des Netzstromstoßes können Stern-Dreieck, Sanftanlasser oder Frequenzumrichter eingesetzt werden; die Wahl des Verfahrens hängt vom Trägheitsmoment des Laufrads und von der Netzleistung ab. Wird die Leitung nicht im materialgefüllten Zustand neu gestartet, bleibt dem Motor der schwerste Anlauf erspart.

Direktkupplung oder Riemen?

Bei kleinen und mittleren Radialventilatoren sitzt das Laufrad meist direkt auf der Motorwelle; in dieser Anordnung, bei der die materialführende Luft nicht durch den Motor strömt, entspricht die Ventilatordrehzahl der Motordrehzahl. Masse und Unwucht des schweren Laufrads belasten direkt die Motorlager; deshalb sollte mit dem Ventilatorhersteller geklärt werden, ob das Laufradgewicht von der Motorwelle getragen werden kann.

Bei großen Laufrädern dreht der Ventilator auf einer eigenen gelagerten Welle, und der Motor steht auf einem separaten Grundrahmen; der Antrieb erfolgt über Kupplung oder Riementrieb. Der Riemen ermöglicht es, die Laufraddrehzahl unabhängig von der festen Drehzahl des 2-poligen Elektromotors zu wählen. Beim Kupplungsantrieb müssen Motor- und Ventilatorwelle dagegen präzise ausgerichtet werden. Als Bauform werden je nach Baugröße Fußausführung B3, Fuß-Flansch-Ausführung B35 oder Flanschausführung B5 angeboten; Flansch- und Wellenmaß werden bei der Bestellung bestätigt. Details siehe die Seite Elektromotoren in Fuß-Flansch-Ausführung.

HEM-Beispielmodelle für Radialventilatoren mit geraden Schaufeln

Diese Tabelle ist nur ein erster Vorschlag; der endgültige Motor wird nach tatsächlicher Wellenleistung des Ventilators, gefördertem Material, Laufradträgheit, Einbauanordnung und Betriebsbedingungen bestimmt.

Verschleiß, Wuchtung und Motorschutz

Ein materialförderndes Laufrad verschleißt mit der Zeit, oder es bilden sich Ablagerungen auf den Schaufeln. Beides stört die Wuchtung und erhöht die Vibration. Beim direkt gekuppelten Ventilator macht sich diese Vibration zuerst am vorderen Motorlager bemerkbar; Lagergeräusche oder ein Temperaturanstieg zeigen an, dass das Laufrad geprüft werden muss. Schaufelreinigung und Austausch der Verschleißplatten sollten in denselben Plan wie die Motorwartung aufgenommen werden.

Der Motor sollte außerhalb des materialführenden Luftstroms bleiben; dennoch setzt sich Staub aus der Umgebung des Ventilators auf Gehäuse und Kühlrippen ab. Ein Motor mit zugesetzten Rippen kühlt nicht ausreichend, deshalb ist eine regelmäßige Reinigung des Gehäuses wichtig. Unsere Motoren werden mit IP55 und Isolationsklasse F geliefert; ein PTC/PT100-Wicklungsfühler kann als Bestelloption ergänzt werden, um zu überwachen, wie stark lange Anläufe die Wicklung erwärmen. Für schwere Laufräder und erschütterungsreiche Umgebungen ist die Baureihe mit Graugussgehäuse eine geeignete Wahl.

Angaben für die Bestellung eines Radialventilatormotors

Um die Zuordnung zu beschleunigen, nennen Sie uns bitte: Maschine oder Linie des Ventilators, gefördertes Material, Motorleistung (kW), Drehzahl (U/min), Netzspannung, Bauform (Fuß, Flansch, Riemen oder Kupplung), verwendetes Anlaufverfahren und Stückzahl. Ein Foto des Typenschilds des alten Elektromotors ist meist der kürzeste Weg.

Alle Modelle mit Grauguss- und Aluminiumgehäuse finden Sie mit aktuellen Preisen auf unserer Shop-Seite. Um Ihre Anfrage per WhatsApp oder Telefon zu übermitteln, nutzen Sie die Nummern auf der Seite Kontakt.

Häufig gestellte Fragen

Warum löst beim Radialventilator der Motorschutz beim Anlauf aus?

Das schwere Laufrad erreicht die Nenndrehzahl spät, und der Motor nimmt in dieser Zeit einen hohen Anlaufstrom auf. Ist der Motorschutz nicht auf diese Zeit eingestellt, löst er aus. Anlauf mit geschlossener Klappe, ein geeignetes Anlaufverfahren und eine auf die Trägheitsdaten des Ventilatorherstellers abgestimmte Schutzeinstellung lösen das Problem.

Ist es problematisch, den Ventilator bei materialgefüllter Leitung neu zu starten?

In der gefüllten Leitung trifft das Laufrad auf Luft und Material zugleich, und der Motor hat den schwersten Anlauf. Wenn möglich, sollte die Leitung geleert oder der Schieber geschlossen und erst nach dem Hochlauf des Ventilators Material zugeführt werden.

Wie beeinflusst die Materialbeladung die Motorleistung?

Mit der Luft geförderte Feststoffe benötigen zusätzliche Energie. Die für trockene Luft angegebene Ventilatorleistung kann bei dichter Materialförderung unzureichend sein. Der Motor sollte unter Berücksichtigung des am stärksten belasteten Betriebs und des freiesten Zustands der Leitung gewählt werden.

Kann das Laufrad direkt auf der Motorwelle montiert werden?

Bei kleinen und mittleren Ventilatoren ist dies eine verbreitete Anordnung. Da das Radiallaufrad jedoch schwer ist, belasten Gewicht und Unwucht die Motorlager; bei großen Laufrädern werden eine separat gelagerte Ventilatorwelle und Kupplung oder Riemen bevorzugt.