Überdimensionierte Elektromotoren:Sollten sie ersetzt werden?

Die Überdimensionierung von Motoren ist heutzutage eine immer häufigere Praxis geworden. Einen Motor zu überdimensionieren bedeutet im Grunde, eine höhere PS-Zahl als nötig zu wählen. Es gibt verschiedene Gründe, warum sich viele Menschen für eine Übergröße entscheiden. Zum einen wird angenommen, dass Überdimensionierung Ungleichheiten im Systembetrieb ausgleicht. Andere führen auch vorbeugende Maßnahmen an, da sie glauben, dass die Kosten für einen größeren Motor leichter zu tragen sind als die Kosten für ein mechanisches Missgeschick.

Viele Menschen sind jedoch auch nicht begeistert von der Überdimensionierung von Motoren, da sie der Meinung sind, dass überdimensionierte Elektromotoren normalerweise mehr im Betrieb kosten und nur zu Energieverschwendung führen. Für sie können geeignetere Motoren den Energieverbrauch minimieren und folglich die Betriebskosten senken. Sie glauben im Wesentlichen, dass überdimensionierte Motoren ineffizient sind und sofort durch entsprechend dimensionierte Einheiten ersetzt werden sollten, die energieeffizient sind.

In der Realität ist der Austausch jedoch nicht immer die beste Lösung für einen überdimensionierten Elektromotor. Für eine genaue Einschätzung der Energieeinsparung müssen zunächst verschiedene Informationen eingeholt werden. Dazu gehören die Belastung des Motors, der Wirkungsgrad des Motors an einem bestimmten Lastpunkt und die Betriebsdrehzahl des Motors.

Last des Motors

Elektromotoren sind grundsätzlich Maschinen, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln, um auf eine mechanische Last einzuwirken. Die Belastung ist die Belastung des Motors bei diesem mechanischen Vorgang. Im Allgemeinen ist es notwendig, dass die Motorlast richtig zum Motor passt, da dies Schäden am Motor verhindert und ineffiziente und kostspielige Vorgänge vermeidet.

Die Verwendung eines im Vergleich zur Motorlast deutlich überdimensionierten Motors führt in der Regel zu unnötigen Kosten sowohl hinsichtlich der Anschaffungskosten als auch des weiteren Betriebs des Motors. Manchmal kann jedoch auch ein deutlich überdimensionierter Motor erforderlich sein, wenn wesentlich größere Spitzenlasten erwartet werden.

Auch wenn einige Situationen eine Überdimensionierung für Spitzenlasten erfordern, ist es ansonsten immer am besten, einen Motor zu wählen, der im Lastbereich von 75 bis 100 Prozent effizient arbeitet. In einigen Fällen kann eine Verkleinerung des Motors zu Einsparungen beim Energiebedarf führen.

Effizienz des Motors im spezifischen Lastpunkt

Der Motorwirkungsgrad ist im Wesentlichen das Verhältnis zwischen der Menge an mechanischer Arbeit, die der Motor verrichtet, und der elektrischen Leistung, die er für die Arbeit verbraucht. Dieses Maß wird üblicherweise in Prozent ermittelt. Mit zunehmender Belastung steigt natürlich auch der Wirkungsgrad des Motors. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die Reibung mit zunehmender Last eine allmählich geringere Rolle im Gesamtwirkungsgrad des Motors spielt.

Im Allgemeinen gelten überdimensionierte Elektromotoren im Vergleich zu entsprechend dimensionierten als weniger effizient. Diese Motoren haben ihren optimalen Arbeitspunkt, wenn sie zwischen 30 % und 100 % der Nennlast betrieben werden.

In einigen Fällen können Motoren in größeren Größen jedoch auch bei Lasten von bis zu 25 Prozent der Nennlast mit einem deutlich höheren Wirkungsgrad betrieben werden.

Im Wesentlichen hängt die Effizienz eines Elektromotors von mehreren Faktoren ab, wie z. B. Design, Materialien, Nennleistung, Last, Stromqualität und Betriebsbedingungen.

Betriebsgeschwindigkeit des Motors

Die Drehzahl eines Elektromotors wird normalerweise durch die Netzfrequenz sowie die Anzahl der Pole in seinem Magnetfeld bestimmt. Die tatsächliche Betriebsdrehzahl eines Motors ist im Allgemeinen geringer als seine Synchrondrehzahl. Diese Differenz zwischen Ist- und Synchrondrehzahl wird als „Schlupf“ bezeichnet. Schlupf und Betriebsgeschwindigkeit hängen normalerweise von der aufgebrachten Last ab, und die einem Motor auferlegte Last hängt wiederum von seiner Größe ab.

Wenn die Belastung eines Motors zunimmt, beginnt er sich langsamer zu drehen, bis er mit der Volllastdrehzahl arbeitet. Daher neigen überdimensionierte Motoren dazu, mit Drehzahlen zu arbeiten, die nahezu synchron sind. In den meisten Fällen neigen überdimensionierte Motoren dazu, mit einer höheren Drehzahl zu laufen als entsprechend dimensionierte, energieeffiziente Motoren. Dies sollte bei der Bestimmung von Energie- und Bedarfseinsparungen berücksichtigt werden.

Schlussfolgerung

Es gibt normalerweise verschiedene Bedenken und Merkmale, die bestimmen, ob eine Überdimensionierung für bestimmte Systeme richtig ist. Einerseits kann eine Überdimensionierung die Betriebskosten erhöhen und das Zurückspulen oder Austauschen des Elektromotors erfordern, wenn aufgrund der Unfähigkeit des Systems, zusätzliche Leistung zu bewältigen, Belastungen auftreten. Bei Motorproblemen sollten entscheidende Fragen gestellt werden, bevor entschieden wird, ob der Motor zurückgespult oder ersetzt werden soll.

Andererseits kann eine Überdimensionierung mangelnde Wartung ausgleichen, insbesondere wenn die Generatorüberholung nicht regelmäßig durchgeführt wird. Auch ohne Wartung kann ein Motor mit höherer Leistung unter gleichen Bedingungen länger laufen. Insgesamt lassen sich die Vor- und Nachteile der Motorüberdimensionierung nicht verallgemeinern.