By
Jede Kabelfabrik, jede Drahtziehanlage und jede Aufwickelstation kämpft mit denselben Kernproblemen: hohe Energiekosten, ständiger Getriebeservice, ohrenbetäubender Lärm, überhitzte Motoren im Kriechgang und der ständige Kampf um Platz. Das sind typische Probleme der Kabelindustrie. Wer täglich in diesem Bereich arbeitet, dem ist das alles nichts Neues. Neu ist nur, dass man jetzt Zugriff auf … hat. Synchronmotoren mit Permanentmagneten (PMSMs) sind so konstruiert, dass sie die Last direkt mit der Arbeitsdrehzahl antreiben und dabei bereits bei einstelligen Drehzahlen ein sehr hohes Drehmoment liefern, anstatt einen schnelllaufenden Induktionsmotor über ein Getriebe anzutreiben.
Wenn Ihre Seilwinde oder Trommel langsam läuft, aber dennoch eine erhebliche Last zieht, kann das Antriebssystem enorm viel Energie verbrauchen. In älteren Seilmaschinen ist typischerweise ein Standard-Induktionsmotor mit hoher Drehzahl verbaut, der über ein Getriebe die Drehzahl reduziert. Das Getriebe verliert einen Teil der zugeführten Energie durch Reibung und Ölscherung in Form von Wärme. Auch der Induktionsmotor selbst verschwendet Energie durch Schlupf des Rotors.
Ein normaler Asynchronmotor läuft am liebsten mit höheren Drehzahlen. Um eine geringere Zugkraft zu erzielen, wird er untersetzt. Jede mechanische Stufe in diesem System verursacht Verluste und erzeugt Wärme. Das Ergebnis sehen Sie auf Ihrer Stromrechnung.
Ein langsam laufender, drehmomentstarker Motor für den Einsatz in Kabelfeldern ist anders. Ein Permanentmagnet-Synchronmotor verwendet einen Rotor mit Permanentmagneten, wodurch Schlupf vermieden und die Wärmeentwicklung im Rotor deutlich reduziert wird.
Da das Gerät als Direktantrieb ausgelegt ist, läuft es bereits mit Seriendrehzahl. Das Getriebe kann in vielen Fällen entfernt werden. Dadurch wird der übliche Energieverlust minimiert und ein Wirkungsgrad von über 90 Prozent bei einem Leistungsfaktor nahe 1.0 erreicht, selbst bei Teillast.
Einfach ausgedrückt: Es wird weniger Strom verbraucht, um die gleiche Tonne Produkt zu bewegen.
Energieverschwendung ist nur das erste Problem. Das zweite sind Ausfallzeiten. Wenn Sie noch mit Motor und Getriebe arbeiten, kennen Sie das bereits. Sie müssen nicht nur für planmäßige Ölwechsel und Dichtungsprüfungen anhalten, sondern auch wegen Vibrationen, Verschleiß an Zahnrädern und Lagern, Leckagen und Ausrichtungsabweichungen. Das ist eine Menge Arbeit für etwas, das eigentlich nur die Trommel drehen soll.
Getriebe haben es nicht leicht. Hohe Eingangsdrehzahl, konstante Drehmomentbelastung, Hitze. Mit der Zeit entsteht Zahnflankenspiel, der Geräuschpegel steigt, das Öl verschmutzt. Am Ende plant man Wochenendstillstände für Überholungen ein und hält das für normal.
A Direktantrieb PMSM Bei Kabelmaschinen wird die Trommel oder Aufwickelvorrichtung direkt angetrieben, sodass das Getriebe entfällt. Weniger Drehgelenke und Lager bedeuten weniger potenzielle Leckstellen. Durch geringere Vibrationen und niedrigere mechanische Belastung läuft das System tendenziell länger zwischen den Wartungsintervallen, und viele Anwender bezeichnen es auf der Antriebsseite als nahezu wartungsfrei.
Das spart zwar Überstunden, aber auch Produktionsausfälle.
Traditionelle Metallziehmaschinen in der Kabelindustrie zeichnen sich oft durch komplizierte Konstruktionen mit zahlreichen Komponenten wie Hochgeschwindigkeitsmotoren, Getrieben, Kupplungen und Untersetzungsgetrieben aus, was zu aufwendigen Installationen, höheren Ausfallraten und Herausforderungen bei der Integration in bestehende Maschinen führt.
Die meisten älteren Systeme basieren auf einer Kette mechanischer Elemente, um die erforderliche Geschwindigkeit und das erforderliche Drehmoment zu erreichen. Dies führt zu einer komplizierten Konstruktion, die die Anzahl potenzieller Fehlerquellen erhöht, mehr Fachwissen für die Einrichtung erfordert und Upgrades oder Reparaturen erschwert.
Ein direkt angetriebener Permanentmagnet-Synchronmotor, wie beispielsweise der langsam laufende, drehmomentstarke PMSM für Drahtziehmaschinen, macht Getriebe und zusätzliche Antriebskomponenten überflüssig. Dies vereinfacht die Gesamtstruktur, verbessert den Wirkungsgrad, minimiert die systembedingten Verluste beim Drahtziehen und spart Platz bei gleichzeitig erhöhter Gesamteffizienz des Motors. Durch die Optimierung der Antriebsstruktur und der Prozesse wird die Komplexität reduziert, wodurch das System einfacher zu installieren, zu integrieren und in Anwendungen wie Drahtziehanlagen zu betreiben ist.
Das Ansaugen und Aufspulen erfordert oft einen sehr langsamen und gleichmäßigen Zug. Genau dabei können klassische Induktionsantriebe mit Getriebe heiß laufen und nervös reagieren. Die Gehäusetemperatur steigt an. Die Spannung schwankt leicht, anstatt konstant zu bleiben. Es entstehen Abdrücke.
Induktionsmotoren arbeiten bei sehr niedriger effektiver Ausgangsdrehzahl prinzipiell ungünstig. Sie benötigen ein Untersetzungsgetriebe zur Drehzahlreduzierung, welches wiederum Reibung erzeugt. Diese Kombination kann zu Drehmomentimpulsen führen, anstatt das Drehmoment gleichmäßig wie ein hydraulischer Zug zuzuführen. Diese Impulse äußern sich in einer Welligkeit der Produktspannung.
Ein Permanentmagnet-Synchronmotor ist ein Synchronmotor. Der Rotor folgt dem Statorfeld, sodass auch bei Kriechgeschwindigkeit ein sauberes Drehmoment entsteht.
Da viele PMSM-Konstruktionen in diesem Bereich mehrpolig sind, kann die Nenndrehzahl im einstelligen U/min-Bereich liegen, während dennoch ein Produktionsdrehmoment erreicht wird.
Dieser langsame, kraftvolle Zug ohne Ruckeln ist einer der Gründe, warum viele Anlagenbetreiber heutzutage für den Einsatz im Kabelfeld zunächst einen langsam laufenden Motor mit hohem Drehmoment in Betracht ziehen, anstatt zu versuchen, das alte Getriebe noch einmal zu überholen.
Viele Kabelgeschäfte haben kaum noch Platz. Ältere Verkaufsstände stehen dicht an der Wand. Die Gänge sind ohnehin schon eng. Das Hineinbringen eines langen Motors mit Kupplung, Getriebe und Bremse kann körperlich sehr anstrengend sein.
Mechanische Untersetzungsarbeiten benötigen Platz. Die Geräte werden in einer Reihe gestapelt, und jedes einzelne benötigt Freiraum für Wartungsarbeiten. Über die Jahre wachsen diese Stapel wie Unkraut.
A Direktantrieb-PMSM Die Trommel sitzt dort, wo sie Drehmoment benötigt. Kein langes Getriebegehäuse. Kein zusätzliches Kupplungsgehäuse. Der gesamte Antriebsstrang wird kürzer und leichter zugänglich.
Ein typischer langsam laufender Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) mit hohem Drehmoment, wie er in Seilmaschinen eingesetzt wird, verfügt über einen Direktantrieb. Dabei ist der Motor ohne zwischengeschaltete Getriebe direkt mit der Trommel oder einer anderen Last verbunden. Diese Bauweise gewährleistet eine präzise Drehmomentregelung, hohe Effizienz und minimalen Wartungsaufwand. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen verbessert diese vereinfachte Konfiguration Leistung und Zuverlässigkeit und reduziert gleichzeitig Platzbedarf und Installationskomplexität.
Qingdao-Enneng-Motor Co., Ltd. Der Fokus liegt auf Permanentmagnet-Synchronmotoren für anspruchsvolle Industrieanwendungen wie Drahtziehmaschinen, Förderbänder, Ölfeldanlagen, Reifenmaschinen und Belüftungssysteme. Das Portfolio umfasst direkt angetriebene und getriebelose Permanentmagnetmotoren, die ein hohes Drehmoment bei sehr niedriger Nenndrehzahl, oft im einstelligen U/min-Bereich, ohne Getriebe liefern. Diese langsam laufenden Permanentmagnet-Synchronmotoren mit hohem Drehmoment sind bereits in Drahtziehmaschinen, Förderbändern und kontinuierlichen Produktionslinien im Einsatz – es handelt sich um Serienhardware, nicht um eine Pilotanlage.
Zu den berichteten Vorteilen gehören starker Antritt, leiserer Lauf, geringere Vibrationen und weniger Stillstandszeiten aufgrund von Getriebearbeiten.
Das Unternehmen liefert abgestimmte Antriebsschränke, um den PMSM mit stabilem Drehmoment und nahezu perfektem Leistungsfaktor zu betreiben, oft mit einem Wirkungsgrad im mittleren 90-Prozent-Bereich über ein breites Lastband.
Für Anlagen, die Zahlen statt Versprechungen wünschen, steht ein direkter Ansprechpartner für Dimensionierung, Nachrüstungsplanung und Energieeinsparungsanalyse zur Verfügung.
Frage 1: Warum sind Motorprobleme in der Kabelindustrie so häufig?
A: Die meisten älteren Anlagen verwenden immer noch einen schnelllaufenden Induktionsmotor mit Getriebe. Zahneingriff, Wärmeentwicklung, Schlupfverluste, Ölwechsel und Vibrationen summieren sich, sodass Kosten und Ausfallzeiten mit zunehmendem Alter steigen.
Frage 2: Was ist der Hauptvorteil eines langsam laufenden Motors mit hohem Drehmoment für Kabelarbeiten?
A: Ein mehrpoliger Permanentmagnet-Synchronmotor kann ohne Untersetzungsgetriebe ein hohes Drehmoment bei einstelligen Drehzahlen liefern. Dies reduziert Energieverluste, vereinfacht die Konstruktion und trägt zu einem gleichmäßigen Zug am Produkt bei.
Frage 3: Wie kann man den Lärm in der Werkstatt reduzieren und wie lässt sich der Motorlärm in Kabelfertigungslinien in der Praxis verringern?
A: Die größte Geräuschquelle ist oft das Getriebe. Durch dessen Ausbau und den direkten Antrieb der Last mit einem Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) werden das Zahnradgeräusch und die Vibrationen am Bedienerplatz reduziert.
Frage 4: Warum trägt ein direkt angetriebener PMSM bei Kabelmaschinen zur Erhöhung der Betriebszeit bei?
A: Durch den Wegfall des Getriebes entfällt eines der ausfallgefährdetsten Bauteile des Prüfstands. Weniger rotierende Teile bedeuten weniger Leckagen, weniger Lagerprobleme und weniger Notstopps für Wartungsarbeiten.
Frage 5: Geht es hier nur ums Stromsparen?
A: Energie spielt eine Rolle, aber der entscheidende Punkt ist die Stabilität. Hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl, gleichmäßigere Spannung, weniger Ausschuss und kürzere Antriebsstränge. Diese Vorteile zeigen sich in den Produktqualitätsberichten und sorgen für weniger verärgerte Anrufe am Wochenende.
