Elektromotor für axial geteilte Pumpen (Split Case)

In Druckerhöhungsstationen der städtischen Wasserversorgung, in Hauptleitungen von Bewässerungsverbänden und in Kühlkreisläufen von Kraftwerken fördern meist axial geteilte Pumpen die größten Volumenströme. Bei diesen Pumpen erhält das Laufrad von beiden Seiten Wasser; nach Abnehmen der oberen Gehäusehälfte sind Laufrad und Lager zugänglich. Diese Seite behandelt den Elektromotor, der die Pumpe antreibt; einen Gesamtüberblick über die Pumpenarten finden Sie auf der Hauptseite Elektromotoren für Pumpen.

Belastung am Motor bei der doppelflutigen Pumpe

Beim doppelflutigen Laufrad tritt das Wasser symmetrisch über beide Seiten ein. Diese Symmetrie gleicht den Axialschub, der bei einflutigen Pumpen auf Motor- und Pumpenlager wirkt, weitgehend aus. Für den Motor bedeutet das: Die Last an der Welle ist überwiegend Drehmoment und wird über die Kupplung übertragen.

Dafür laufen diese Pumpen über lange Zeit ohne Unterbrechung. Entscheidend ist deshalb nicht die kurzzeitige Spitzenlast, sondern dass der Motor im Nennpunkt dauerhaft unter seiner Erwärmungsgrenze bleibt. In einem System, das zum rechten Ende der Pumpenkennlinie wandert – also in den Bereich niedrigen Drucks und hohen Volumenstroms –, steigt die Wellenleistung; der Motorauswahl ist daher die höchste vom Pumpenhersteller angegebene Wellenleistung zugrunde zu legen.

Leistung und Drehzahl: große Graugussmotoren

Da axial geteilte Pumpen für große Volumenströme ausgelegt sind, gehören die Motoren, die sie antreiben, meist zu den oberen Baugrößen des Programms. Die Motorfamilie mit Graugussgehäuse von HEM Motor reicht bis 355 kW; in dieser Klasse sind 4-polige (1500 U/min) und 6-polige (1000 U/min) Modelle die üblichen Partner für Split-Case-Pumpen. Eine niedrige Drehzahl wird in der Pumpenauslegung häufig gewählt, um die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads und das Kavitationsrisiko auf der Saugseite zu begrenzen.

So liefert beispielsweise das Modell 90 kW 1500 U/min Grauguss 280M-4 bei einer Nenndrehzahl von 1486 U/min ein Drehmoment von 578,4 Nm. In einer größeren Station hat das Modell 160 kW 1500 U/min Grauguss 315L1-4 eine Nenndrehzahl von 1488 U/min und einen Nennstrom von 271 A bei 400 V. Für langsam drehende, große Laufräder erzeugt das Modell 132 kW 1000 U/min Grauguss 315L2-6 bei 988 U/min ein Drehmoment von 1276 Nm. Diese Modelle ab 75 kW haben einen Servicefaktor von 1,15; dieser Wert ist eine Sicherheitsreserve und kein Grund, einen kleineren Motor zu wählen. Die genannten Modelle sind Beispiele; die endgültige Auswahl richtet sich nach Wellenleistung der Pumpe, erforderlicher Drehzahl, Bauform und Betriebsbedingungen.

Drehrichtung: vor der Bestellung zu klären

Split-Case-Pumpen werden je nach Lage von Saug- und Druckstutzen für Rechts- oder Linkslauf gefertigt. Die Drehrichtung der Pumpe bestimmt die Anordnung auf dem Grundrahmen und den Rohranschluss; danach richtet sich auch, auf welcher Seite der Motor angekuppelt wird. Die Richtung ist auf dem Pumpenschild oder durch einen Pfeil am Gehäuse angegeben und wird meist mit Blick von der Motorseite definiert.

Beim Standard-Drehstrom-Asynchronmotor wird die Drehrichtung durch Vertauschen zweier Anschlussleitungen umgekehrt. Dennoch sollte bei der ersten Inbetriebnahme vor dem Anbau der Kupplung der Motor kurz leer laufen, um die Richtung zu prüfen. Eine falsch drehende Pumpe erreicht nicht den erwarteten Druck; hält der Zustand länger an, können Pumpenteile beschädigt werden. Geben Sie die Lage des Antriebs auf dem Grundrahmen und die Drehrichtung in der Bestellung an.

Ausrichtung auf dem Grundrahmen und erneute Kontrolle im warmen Zustand

Motor und Pumpe werden auf einem gemeinsamen Stahlrahmen befestigt, und die elastische Kupplung dazwischen gleicht kleine Abweichungen aus; sie ist jedoch kein Bauteil, das eine schlechte Ausrichtung korrigiert. Versatz verkürzt die Lagerlebensdauer, erhöht die Vibration und führt zu Leckagen an Stopfbuchse oder Gleitringdichtung.

Kaltausrichtung

Zuerst wird geprüft, ob der Rahmen satt auf dem Fundament aufliegt und die Ankerschrauben angezogen sind. Anschließend wird kontrolliert, ob jeder Motorfuß vollständig auf dem Rahmen aufliegt; ein hohl stehender Fuß verspannt beim Anziehen das Gehäuse. Danach werden Radial- und Winkelversatz mit Messuhr oder Laser-Ausrichtgerät gemessen und mit Edelstahl-Unterlegblechen unter den Motorfüßen korrigiert. Die Rohrleitungen sind spannungsfrei an die Pumpe anzuschließen; ein ziehender Flansch verschiebt das Gehäuse aus der Flucht.

Wärmedehnung und zweite Messung

Motor und Pumpe dehnen sich bei Erreichen der Betriebstemperatur nicht im gleichen Maß aus. Das Motorgehäuse erwärmt sich, während die Pumpe die Temperatur des geförderten Wassers annimmt; in Heißwasser- oder Kühlkreisen ist dieser Unterschied deutlicher. Der Pumpenhersteller gibt das bei der Kaltausrichtung vorzuhaltende Maß an. Nach einigen Betriebsstunden sollte die Maschine angehalten und die Ausrichtung sofort erneut gemessen und bei Bedarf korrigiert werden.

Anlaufverfahren und Überwachung der Lagertemperatur

Bei großer Leistung zieht der Direktanlauf einen hohen Anlaufstrom aus dem Netz und kann in der Wassersäule einen Druckstoß erzeugen. Bei Split-Case-Pumpen werden daher häufig Stern-Dreieck-Anlauf, Sanftanlasser oder Frequenzumrichter eingesetzt. Welches Verfahren gewählt wird, hängt von Transformatorleistung, Rohrleitungslänge, Rückschlagklappenanordnung und Bedarf an Volumenstromregelung ab; die Entscheidung liegt bei der Elektro- und Hydraulikplanung der Anlage. Beim Stern-Dreieck-Anlauf muss die Dreieckspannung am Motor zur Netzspannung passen.

Unsere Drehstromreihen eignen sich für die Drehzahlregelung per Frequenzumrichter; bei längerem Betrieb mit niedriger Drehzahl und vollem Drehmoment kann ein Fremdlüfter nötig sein, bei langem Kabel kommt ein dU/dt- oder Sinusfilter in Betracht, und bei großen Baugrößen können isolierte Lager oder eine Wellenerdung erforderlich sein. Diese Bedingungen sind in der Bestellung anzugeben. Details finden Sie auf der Seite umrichtertaugliche Elektromotoren.

Bei einer Pumpe, die lange unbeaufsichtigt läuft, ist ein Temperaturanstieg im Lagerbereich oft das erste Anzeichen eines Schadens. Ein PT100-Temperaturfühler ist als Bestelloption erhältlich; Einbauort des Fühlers und anzuschließendes Überwachungsrelais werden bei der Bestellung abgestimmt. Für lange stillstehende Reservepumpen kann zusätzlich eine Stillstandsheizung gewünscht werden.

Auswahltabelle nach Anwendung

Die Drehzahlen in der Tabelle sind in der Praxis häufig anzutreffende Werte und keine verbindliche Auswahl; maßgeblich sind die Daten des Pumpenherstellers und das Typenschild am vorhandenen Motor.

Bei axial geteilten Pumpen, die das Löschwassernetz speisen, erfolgt die Motorauswahl nach den örtlichen Vorschriften und den Vorgaben des Systemplaners; erforderliche Nachweise oder Zulassungen werden bei der Bestellung bestätigt. Dieses Thema wird auf der Seite Elektromotoren für Feuerlöschpumpen gesondert behandelt.

Erforderliche Angaben für ein Angebot

Damit wir das Angebot in einem Schritt erstellen können, nennen Sie uns bitte: die Maschine oder den Pumpentyp, den der Motor antreibt, die erforderliche Leistung (kW), Drehzahl (U/min), Netzspannung vor Ort, Bauform, Drehrichtung und Stückzahl. Ergänzen Sie außerdem das Anlaufverfahren, ob ein Frequenzumrichter verwendet wird, und ob Sie PT100 oder Stillstandsheizung wünschen. Die Fußausführung B3 und weitere Bauformen werden je nach Baugröße angeboten; Flansch- und Wellenmaß werden bei der Bestellung bestätigt.

Wenn Sie einen vorhandenen Motor ersetzen, ist der schnellste Weg, ein Foto des Typenschilds zu senden. Modelle und aktuelle Preise finden Sie im Shop Elektromotor kaufen; bei Fragen erreichen Sie uns über die Seite Kontakt. Ab Lager lieferbare Modelle werden aus dem Lager in der Türkei versandt.

Häufig gestellte Fragen

Muss beim Motortausch an einer Split-Case-Pumpe neu ausgerichtet werden?

Ja. Selbst wenn Wellenhöhe und Fußebene beim neuen Motor denen des alten entsprechen, ändern sich Unterlegbleche und Anzugsmoment der Ankerschrauben. Es ist eine Kaltausrichtung durchzuführen und nach einigen Betriebsstunden im warmen Zustand erneut zu messen.

Muss der Motor getauscht werden, wenn sich die Drehrichtung der Pumpe ändert?

Die Motordrehrichtung wird durch Vertauschen zweier Phasen umgekehrt. Ist die Pumpe jedoch ein Modell mit umgekehrter Drehrichtung, kann der Motor auf die andere Seite des Grundrahmens wandern; Lage von Klemmenkasten und Kabeleinführung sind dann neu zu bewerten.

Kann an einer axial geteilten Pumpe statt eines Antriebs mit 1500 U/min einer mit 1000 U/min eingesetzt werden?

Die Pumpe ist mit der Drehzahl zu betreiben, für die sie ausgelegt wurde. Sinkt die Drehzahl, sinken auch Volumenstrom und Förderhöhe; eine Drehzahländerung erfolgt nur mit Zustimmung des Pumpenherstellers und zusammen mit einer neuen Laufradauswahl.

Kann zur Überwachung der Lagertemperatur nachträglich ein Fühler am Motor ergänzt werden?

Der PT100-Fühler ist eine Bestelloption, und am sichersten ist es, den Bedarf schon bei der Bestellung anzugeben. Ob ein vorhandener Motor nachgerüstet werden kann, wird je nach Gehäuse gesondert geprüft.

Welches Anlaufverfahren eignet sich für einen leistungsstarken Pumpenmotor?

Das eine richtige Verfahren gibt es nicht. Je nach Netzkapazität, Druckstoßrisiko und Bedarf an Volumenstromregelung wird Stern-Dreieck-Anlauf, Sanftanlasser oder Frequenzumrichter gewählt; die Entscheidung fällt zusammen mit der Elektroplanung der Anlage.