Drehstrommotoren

Drehstrommotoren von Groschopp: Robust, leistungsstark und individuell konfigurierbar

Die Drehstrommotoren von Groschopp erhalten Sie in verschiedenen Varianten: Als Gehäusemotoren sowie als Einbaumotoren. Dabei konnte Groschopp für alle Motoren eine hohe Leistungsdichte bei zugleich robuster und kompakter Bauform realisieren. Die verschiedenen Typen unserer Drehstrommotoren können ganz individuell auf Ihre Betriebsanforderungen angepasst werden – sowohl mechanisch als auch elektrisch.

• Drehstrommotoren – Gehäusemotoren der IGK und IGL Reihen

Die Drehstrom-Gehäusemotoren von Groschopp erhalten Sie als lüfterlose (konvektionsgekühlte) Motoren (IGK) sowie als in Ausführungen mit Lüfter (IGL). Beide Varianten bieten bei geringerem Bauvolumen wesentlich mehr Leistung als Normbetriebe, die minimalen Verluste und Energieeinsparung erlauben einen optimalen Wirkungsgrad für Ihre Applikationen. Aufgrund der hygienisch glatten Bauform sind die 2- und 4-poligen Drehstrommotoren auch für kritische Anwendungen mit hohen Hygieneanforderungen geeignet, beispielsweise in der Nahrungsmittelverarbeitung.

Sowohl die Ausführung mit als auch ohne Lüfter bieten Ihnen die Isolationsklasse F sowie die Schutzklasse IP54 – in der konvektionsgekühlten Variante ist auch IP65 möglich.

Unsere Gehäuse Drehstrommotoren können mit allen Groschopp-Getrieben kombiniert werden und sind zudem grundsätzlich auch mit Getrieben anderer Hersteller kombinierbar, wodurch Sie maximale Flexibilität für die Planung Ihrer Applikation haben.

• Drehstrommotoren – Gehäusemotoren Baureihe IGLC

Die IGLC Baureihe von Groschopp bietet Ihnen lüftergekühlte Standardantriebe für Serien- und Einzelanwendungen, die speziell für eine kostenoptimale Fertigung konzipiert wurden. Dabei konnte die glatte Bauweise ebenso beibehalten bleiben wie die hohe Leistungsdichte. IGLC Drehstrommotoren sind mit den Getriebe V31 und V40 (Einfachschneckengetriebe) sowie SG80 (Stirnradgetriebe) kombinierbar und können 2- und 4-polig für Bandanwendungen, Geräte- und Fördertechnik und viele weitere Anwendungen im Maschinenbau betrieben werden.

• Drehstrom – Einbaumotoren der IEK und IEL Reihen

Die Kurzschluss- bzw. Käfigläufer-Einbau-Motoren sind als offene Drehstrommotoren für den Geräteeinbau mit Serienbedarf entworfen. Sowohl in der konvektionsgekühlten als auch lüftergekühlten Variante ermöglichen sie eine optimale Wärmeabgabe und können 2- oder 4-polig gearbeitet werden. Die Drehstrommotoren der IEK und IEL Baurreihen können schon ab 50-100 Stück kundenspezifisch ausgeführt werden, wobei die Motoren sowohl mechanisch als auch elektrisch (z.B. Dauer- oder Kurzzeitbetrieb, veränderte Nennspannung oder -frequenz) exakt an Ihre Anforderungen angepasst werden können.

Gerne beraten wir Sie ausführlich zu unseren verschiedenen Baureihen und den passgenauen Anpassungsmöglichkeiten für Ihre Applikation – kontaktieren Sie unsere Experten!

Der Aufbau von Drehstrommotoren

Die zahlreichen Vorteile von Drehstrommotoren (Robustheit, Leistungsstärke, Nachhaltigkeit, Wartungsfreiheit u.v.m.) werden nicht zuletzt durch den durchdachten Aufbau erreicht.

Die einzelnen Komponenten von Drehstrommotoren im Überblick

• Rotor
  Der Rotor ist der bewegliche Teil der Drehstrommotoren und wird auch als Läufer oder Anker bezeichnet. Die aus Aluminium oder Kupfer bestehende Spulenwicklung wird in die Nuten des Rotorblechpaketes eingelegt oder eingespritzt, die Stäbe werden an beiden Enden aus gleichem Material kurzgeschlossen. Durch die induzierte elektrische Spannung wird der Rotor so zum Elektromagneten. Der für Drehstrommotoren auch oftmals genutzte Begriff des „Käfigläufermotors“ resultiert aus der Ähnlichkeit der Stäbe mit den Kurzschlussringen an einem Käfig.
• Stator
  Der Stator oder auch Ständer ist der unbewegliche Teil der Motoren und besteht aus dem Blechpaket sowie dem Motorgehäuse. In das Blechpaket des Ständers wird eine Wicklung eingebracht, welche in der Regel mit Kunstharz imprägniert ist. Abhängig vom Motor können sowohl die Anzahl als auch die Weite der Spulen variieren – dadurch sind verschiedene Polpaarzahlen bzw. Drehzahlen möglich.
• Läuferwelle
   Das Rotorblechpaket ist auf einer Stahlwelle montiert, wobei A-seitig die Antriebswelle durch das Lagerschild durchtritt, während B-seitig Lüfter oder anderweitige Systeme (Geber, Bremse usw.) durch die Wellte betrieben werden können.
• Lagerschilde
   Lagerschilde verschließen sowohl A- als auch B-seitig den Motorinnenraum und können ebenfalls aus verschiedenen Materialien bestehen (Grauguss, Aluminiumdruckguss, Stahl).
• Motorgehäuse
   Für das Motorgehäuse werden abhängig vom Einsatzzweck verschiedene Materialien verwendet: Für Anwendungen von kleiner bis mittlerer Leistung bietet sich ein Aluminiumdruckguss an, für Anwendungen mit großer Leistung stehen Grauguss oder Stahl zur Auswahl. Die Schaltenden der Stator-Wicklung werden an ein Klemmbrett angeschlossen, welches in einem an das Gehäuse montierten Klemmkasten eingebaut wird. Die glatten Gehäuse der Dreh- und Wechselstrommotoren bieten weniger Anhaftung von Verschmutzungen und sind gleichzeitig leichter zu reinigen.
• Lüfter
   Die Läuferwelle kann je nach Ausführung des Dreh- und Wechselstrommotors B-seitig einen Lüfter betreiben. Dabei leitet eine Abdeckhaube den (i.d.R. von der Rotordrehrichtung-unabhängigen) Luftstrom durch speziell im Gehäuse vorgesehenen Lüftungskanäle.
• Lager
   Durch das in den Lagerschilden verbaute Lager wird die Verbindung zwischen den beweglichen und statischen Komponenten des Drehstrommotors erzielt, wobei Rillenkugel- oder Zylinderrollenlager zum Einsatz kommen. Die Größe des Lagers bemisst sich an den Kräften sowie Drehzahlen, die das Lager aufnehmen muss. Je nach Anwendungsfall kann das Festlager dabei A- oder B-Seitig verbaut sein.  

Welche Anforderungen haben Sie an den Aufbau der Drehstrommotoren? Besprechen Sie Ihre Spezifikationen mit unseren Experten – wir finden den passenden Motor für Ihre Applikation!

Was ist ein Drehstrommotor? 

Ein Drehstrommotor ist ein Elektromotor, der mit 3-phasigem Wechselstrom betrieben wird. Im Gegensatz zu einem Wechselstrommotor, der mit 1-phasigen Wechselstrom betrieben wird, benötigt der Drehstrommotor ein 3-phasiges Wechselstromnetz. Die Phasen des Drehstromnetzes sin gegeneinander um 120° phasenverschoben. 

Diese Phasenverschiebung ermöglicht die effiziente Erzeugung eines rotierenden Magnetfelds, was besonders in Drehstrommotoren für industrielle Anwendungen von Vorteil ist. 
Ein weiterer Vorteil besteht im Funktionsprinzip. Der Drehstrommotor ist ein Induktionsmotor. Dass bedeutet, dass dem rotierenden Läufer ohne weitere mechanische Bauteile ein Strom, und damit ein Magnetfeld induziert werden. Das macht den Drehstrommotor wartungsfrei und robust.

Drehstrommotoren sind in der Industrie weit verbreitet – das liegt an den vielfältigen Vorteilen, die sie bieten: 

• Effizienz: Insbesondere bei größeren Lasten sind Drehstrommotoren in der Regel effizienter als Einphasenmotoren, da sie mehr Leistung liefern und üblicherweise eine längere Lebensdauer haben. 
• Leistung: Drehstrommotoren geben eine höhere Leistung ab als Gleichstrom- oder Einphasen-Wechselstrommotoren gleicher Größe. 
• Einfachheit: Drehstrommotoren haben weniger bewegliche Teile. Sie sind verschleißarm und über Ihre gesamte Lebensdauer wartungsfrei. 
• Gleichmäßige Kraftverteilung: Das Drei-Phasen-Wirkprinzip verteilt das Drehmoment gleichmäßig, was zu einerm sanfteren Betrieb guten Laufruhe führt. 
• Selbstanlauf: Asychron-Drehstrommotoren können sich selbst starten, ohne dass ein zusätzliches Gerät erforderlich ist. 
• Flexibilität: Die Drehzahl von Drehstrommotoren kann durch Ändern der Frequenz des zugeführten Stroms geregelt werden, was sie sehr flexibel in ihrer Anwendung macht.

Welche Arten von Drehstrommotoren gibt es und wofür werden sie verwendet?

 Es gibt im Wesentlichen zwei Hauptarten von Drehstrommotoren: den Asynchronmotor und den Synchronmotor.

Was charakterisiert das allgemeine Betriebsverhalten von Drehstrommotoren? 

Das Betriebsverhalten von Drehstrommotoren wird durch verschiedene Faktoren von Drehmoment über Schlupf bis hin zum Leistungsfaktor charakterisiert. Die wichtigsten Merkmale sind: 

• Drehmoment: Das Drehmoment ist die Kraft, die ein Motor erzeugen kann. Es wird in Newtonmetern (Nm) gemessen und hängt von der Leistung des Motors und der Drehzahl ab. Bei Drehstrommotoren ist das Drehmoment im Allgemeinen über einen breiten Drehzahlbereich konstant.
• Drehzahl: Die Drehzahl eines Drehstrommotors wird in Umdrehungen pro Minute (U/min) gemessen. Sie hängt von der Frequenz des Stroms und der Anzahl der Polpaare im Motor ab. In der Regel können Drehstrommotoren bei konstanter Frequenz nur eine feste Drehzahl erreichen, es sei denn, sie werden mit einem Frequenzumrichter betrieben, der eine variable Drehzahl ermöglicht.
• Schlupf: Der Schlupf ist ein Maß für die Differenz zwischen der Synchron- und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Rotors. Er ist notwendig, um ein Drehmoment zu erzeugen und hat einen Einfluss auf die Effizienz des Motors.
• Effizienz: Die Effizienz eines Motors ist das Verhältnis von mechanischer Ausgangsleistung zu elektrischer Eingangsleistung. Drehstrommotoren sind – vor allem im Vergleich zu Gleichstrommotoren – sehr effizient.
• Anlaufverhalten: Beim Anlauf eines Drehstrommotors kann ein hoher Strom fließen, der das Zehnfache des Nennstroms erreichen kann. Dies muss bei der Auslegung der Stromversorgung berücksichtigt werden.
• Leistungsfaktor: Der Leistungsfaktor ist das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung. Ein hoher Leistungsfaktor bedeutet, dass ein Motor effizient arbeitet und wenig Reaktivleistung benötigt.

Jeder dieser Faktoren kann durch die spezifischen Eigenschaften des Motors und die Art seiner Anwendung beeinflusst werden – gerne beraten wir Sie zu Ihren Möglichkeiten. 

Welche Leistungsklassen sind bei Drehstrommotoren üblich?

Abhängig vom spezifischen Modell sowie dem Einsatzbereich können die Leistungsklassen der Drehstrommotoren erheblich variieren. Es gibt sowohl Motoren von wenigen hundert Watt, aber auch Modelle mit mehreren Megawatt. 

• Im industriellen Bereich sind oft Motoren mit Leistungen im Bereich von 0,5 kW bis 500 kW anzutreffen. Jedoch kommen in größeren industriellen Anwendungen oder bei Antrieben in der Energieerzeugung auch Drehstrommotoren mit Leistungen von mehreren Megawatt zum Einsatz. 
• In kompakteren Anwendungen, beispielsweise Haushaltsgeräten oder kleineren Werkzeugen, können Drehstrommotoren mit Leistungen von weniger als 1 kW verwendet werden. 

Es ist enorm wichtig, dass die Leistungsklasse des Motors sorgfältig auf die spezifischen Anforderungen der Anwendung abgestimmt wird. Ein unterdimensionierter Motor kann überhitzen und ausfallen, ein überdimensionierter Motor hingegen wird unnötig teuer und energieineffizient sein. Die Experten von Groschopp beraten Sie individuell zur optimalen Dimensionierung Ihrer Drehstrommotoren.

Welche Faktoren beeinflussen die Effizienz eines Drehstrommotors?

Wie effizient ein Drehstrommotor arbeitet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Die wichtigsten sind dabei: 

• Materialien: Die verwendeten Materialien beeinflussen den Gesamtwirkgrad des Motors. Das gilt sowohl für die Motor-Materialien als auch die Materialien, die für die Isolation und Kühlung des Motors sowie den Magnetstahl verwendet werden. 
• Leiterinhalt: Der Wirkungsgrad eines Motors kann lastabhängig sein, was bedeutet, dass er sich ändert, je nachdem, wie stark der Motor belastet wird. 
• Thermisches Design: Das thermische Design eines Motors, einschließlich seiner Kühlmechanismen, kann einen großen Einfluss auf seinen Wirkungsgrad haben. 
• Alter & Zustand: Auch Zustand und Alter des Motors können seine Effizienz beeinflussen. Ältere und schlecht gewartete Motoren neigen dazu, weniger effizient zu sein. 

Auch verschiedene Konstruktionsmerkmale und Technologien können die Effizienz beeinflussen. Dabei ist der Wirkungsgrad eines Motors oft ein Balanceakt zwischen verschiedenen Faktoren – Verbesserungen in einem Bereich erfordern oft Kompromisse in einem anderen. Es ist sinnvoll, eine individuelle Beratung anzufordern, um den für Ihre speziellen Bedürfnisse am besten geeigneten Motor auszuwählen. 

Welche Wärmeklassen gibt es bei Drehstrommotoren und welche Bedeutung haben sie?

Drehstrommotoren werden in verschiedene Wärmeklassen eingeteilt, die auf der maximal zulässigen Temperaturerhöhung des Motors basieren. Diese Klassen sind international standardisiert und in der Norm IEC 60034-1 definiert. Sie geben an, wie viel Wärme ein Motor erzeugen kann, ohne dass Schäden auftreten.
Die vier gängigsten Wärmeklassen von Drehstrommotoren im Überblick

• Klasse A: Die niedrigste Klasse. Sie wird oft für Motoren verwendet, die nicht ständig unter Volllast laufen. Die maximale Temperaturerhöhung beträgt 105°C. 
• Klasse B: Da diese Klasse eine gute Balance zwischen Leistung und Lebensdauer bietet, ist sie eine der am häufigsten verwendeten Klassen. Ihre maximale Temperaturerhöhung liegt bei 120°C. 
• Klasse F: Die maximale Temperaturerhöhung beträgt 155°C. Motoren dieser Klasse können höhere Temperaturen aushalten und sind daher gut geeignet für Anwendungen mit hohen Belastungen oder hohen Umgebungstemperaturen. 
• Klasse H: Die höchste Wärmeklasse, die maximale Temperaturerhöhung beträgt 180°C. Sie wird für Motoren verwendet, die unter extremen Bedingungen zuverlässig arbeiten müssen. 

Die tatsächliche Betriebstemperatur wird auch von anderen Faktoren beeinflusst. Dazu gehören das Kühlverfahren, die Umgebungstemperatur oder auch die Belastung des Motors. Um Überhitzung und somit potenzielle Schäden am Motor zu vermeiden, sollte immer ein geeigneter Sicherheitsabstand zur maximal zulässigen Temperatur eingehalten werden. 

Was sind polumschaltbare Drehstrom-Kurzschlussläufermotoren?

Polumschaltbare Drehstrom-Kurzschlussläufermotoren, bieten die Möglichkeit, ihre Drehzahl zu ändern, indem sie die Anzahl der Pole im Motor umschalten. 
In der Regel haben diese Motoren zwei mögliche Drehzahlstufen, die unabhängig von der Netzfrequenz sind. Dies wird erreicht, indem die Wicklung des Motors so ausgelegt ist, dass sie entweder als eine bestimmte Anzahl von Polpaaren (zum Beispiel 2) oder als die doppelte Anzahl von Polpaaren (in diesem Fall 4) betrieben werden kann.

• Wenn der Motor mit der geringeren Anzahl von Polpaaren betrieben wird, läuft er mit einer höheren Drehzahl. 
• Wenn er mit der größeren Anzahl von Polpaaren betrieben wird, läuft er mit einer niedrigeren Drehzahl. 
• Der Wechsel zwischen den beiden Betriebsmodi erfolgt durch Umschalten der Motorwicklung, was entweder manuell oder automatisch erfolgen kann.
• Es ist wichtig zu beachten, dass die Leistung des Motors bei beiden Drehzahlstufen gleich bleibt. Daher ist das Drehmoment bei niedrigerer Drehzahl höher als bei höherer Drehzahl.

Polumschaltbare Motoren sind besonders nützlich in Anwendungen, in denen verschiedene Drehzahlen benötigt werden, aber ein Frequenzumrichter nicht geeignet oder zu teuer ist. Typische Anwendungen sind zum Beispiel Pumpen, Lüfter oder Werkzeugmaschinen.
 

Drehstrommotoren und mehr von Groschopp: Wir sind zuverlässiger Partner für nachhaltig hochwertige Antriebslösungen

„Nachhaltigkeit durch Qualität“ – was seit 2020 offizieller Bestandteil unseres Firmenlogos ist, ist bereits seit unserer Gründung im Jahre 1948 unsere Unternehmensphilosophie. Denn unsere Antriebskomponenten und Motoren zeichnen sich seit jeher durch hohe Belastbarkeit und eine besondere Langlebigkeit aus – unsere Antriebe sind nicht nur nach vielen Jahren noch lieferbar, sondern können auch durch unsere Spezialisten gewartet und repariert werden. Das erlaubt Ihnen eine ausgezeichnete wirtschaftliche Planungssicherheit. Profitieren Sie auch von unseren weiteren kundenorientierten Serviceleistungen!

• Kompetente Beratung: Als Tier-One-Supplier und Partner für Antriebskomponenten und Motoren liefern wir Ihnen passgenaue Antriebslösungen. Dafür stehen wir Ihnen von Projektbeginn mit Expertise und Erfahrung zur Seite, beraten Sie ganz individuell zu den optimalen Lösungen für Ihre Applikation und ermitteln beispielsweise, ob Drehstrommotor, Servomotoren oder BLDC Motor die sinnvollere Alternative für Ihr Vorhaben ist.
• Innovative Forschung & Entwicklung: Auf unseren Lorbeeren ruhen wir uns nicht aus, sondern entwickeln kontinuierlich neue Ideen und Antriebslösungen. Dafür arbeitet unser interdisziplinäres Team eng mit Hochschulen und industriellen Partnern zusammen und setzt modernste Technologien ein. In unserem eigenen Musterbau und Elektrolabor realisieren wir Musterbauteile mittels Rapid Prototyping und führen die Validierung durch.
• Zertifiziertes Qualitätsmanagement: Groschopp produziert seine Antriebslösungen nach Kundenbedarf – rund 500 Antriebsvarianten auf höchstem Qualitätsniveau können dabei dank unserer optimierten Fertigung zeitnah geliefert werden. Damit Sie sich stets auf diese Qualität verlassen können, lassen wir unsere Prozesse in regelmäßigen Audits überprüfen und zertifizieren.

Haben Sie noch Fragen zu unserem Portfolio oder möchten Sie sich zu den Konfigurationsmöglichkeiten unserer Drehstrommotoren, Getriebemotoren oder DC Motoren beraten lassen? Sprechen Sie unsere Spezialisten an – wir freuen uns auf Ihre Anfrage!