Zur bequemen Steuerung der Umformer hat das Unternehmen eine WLAN-Fernsteuerung geschaffen, mit der sich Spannung und Frequenz stufenlos regulieren lassen.
Der Wunschzettel vieler Maschinen- und Anlagenbauer liest sich wie folgt: Antriebe müssen immer höhere Leistungen und Drehzahlen bei gleichzeitig geringen Abmessungen und niedrigem Gewicht bieten. Bei reinen Spindelmotoren – selbst magnetgelagerten oder als Synchrongeneratoren ausgeführten – sind jedoch nur maximale Leistungen von beispielsweise 350 Kilowatt bei 16.000 Umdrehungen pro Minute oder 100 Kilowatt bei circa 40.000 Umdrehungen pro Minute zu erreichen. Um die steigenden Anforderungen der Kunden dennoch erfüllen zu können, verbaut das Unternehmen Kemmerich Elektromotoren Turbowellen, durch die Sonder- und Spindelmotoren realisiert werden können, die bei gleicher Leistung ein Vielfaches der Ausgangsdrehzahl erreichen können – etwa bei 40 Kilowatt bis über 400.000 Umdrehungen pro Minute.
„Der Name Turbowelle kommt daher, dass meist Turbinen die Motoren als Generatoren antreiben“, erklärt Karl-Heinz Kemmerich, Geschäftsführer des Motoren- und Umrichterspezialisten. Während bei herkömmlichen Konstruktionen der Rotor bei hohen Umdrehungen an seine Belastungsgrenze kommt, dreht sich bei dieser Lösung lediglich die im Prinzip glatte Ab- beziehungsweise Antriebsvollwelle mit sehr hoher Geschwindigkeit. Das Motor-/Generatorinnenteil, der eigentliche Rotor, der mit Magnetblechen, gegossenen Kurzschlussstäben oder Permanentmagneten bestückt ist, läuft dagegen mit geringerer Drehzahl. Als Verbindung zwischen beiden Komponenten dient ein spezieller Planetensatz, beispielsweise mit spezieller Sonderverzahnung. Die Kombination ermöglicht hohe Drehzahlen ohne Gefährdung des Rotors und damit letztlich einen drehzahloptimierten Betrieb. Darüber hinaus können bei der Übersetzung ins Schnelle aufgrund der geringen Drehmomente die Abmessungen und das Gewicht des Motors sowie der angesetzten Turbowelle sehr klein gehalten werden.
Hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit
Da die Welle eigens für diese Aufgabe berechnet, mit einer extremen Genauigkeit gefertigt, gehärtet sowie geschliffen wird, arbeitet sie laufruhig und praktisch verschleißfrei. Zudem läuft sie komplett in Öl, das von einer integrierten Pumpe zugeführt wird. Selbst bei hohen Leistungen und Drehzahlen von bis zu 200.000 Umdrehungen pro Minute bei zwei Megawatt wird eine lange Standzeit erreicht: Je nach Ausführung kann bei acht Stunden Betrieb pro Tag von mehreren Jahren Lebensdauer ausgegangen werden.
Die Turbowellen sind wie die Spindelmotoren beziehungsweise -generatoren für Dauerbetrieb bei hohem Wirkungsgrad ausgelegt und können je nach Bedarf in Leichtbauweise aus Aluminium oder mit Stahlgehäuse auch voll gekapselt gefertigt werden.
Um eine möglichst hohe Betriebssicherheit, Verfügbarkeit und Effizienz zu gewährleisten, kontrollieren Lagersensoren, Schmierüberwachungssysteme, Schwingungssensoren und Temperaturfühler ständig die Motoren, Lager und Turbowellen. Die dabei erfassten Werte werden auf einem Display angezeigt, sodass der Bediener jederzeit über die Betriebsparameter informiert ist. Zusätzlich lassen sich Grenzwerte für Alarme oder eine automatisierte Notabschaltung festlegen.
