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Der Motor als Sensor

Der Motor kann als Sensor genutzt werden. Ohne zusätzliche Kabel oder Sensoren können zum Beispiel Pumpen überwacht werden, so dass reagiert wird, bevor ein Schaden entsteht.

Es werden damit Schutzfunktionen erreicht, die weit über den normalen Motorschutz hinausgehen und die kontinuierliche Zustandsüberwachung des Motors ermöglicht.

Der AWIS Lastwächter EPC16 nutzt zur Überwachung der Pumpe die Messung der Motorwellenleistung. Die Wellenleistung wird berechnet durch das Messen der Motoreingangsleistung und durch Subtrahieren der Motorverluste.

Die Wellenleistung wird auf dem Display in kW und als Prozentzahl der Nennleistung angezeigt. Das Ergebnis ist ein genauer und linearer Lastwert über den gesamten Bereich.

Die Motorenhersteller liefern in der Regel Kennlinien für eine Bemessungsspannung, gültig für <±3 Prozent. Zulässig nach DIN EN 60034-1 sind jedoch ±10 bzw. ±5 Prozent in Ex-Bereichen.

Eine Bestimmung der Leistungsabgabe des Antriebs über die Stromkennlinie ist bei Abweichungen von der Bemessungsspannung sehr ungenau bzw. nicht mehr möglich.

Motoren bis ca. 1,5 kW benötigen einen hohen Magnetisierungsstrom (flache Stromkennlinie) und haben eine große Streubreite durch die magnetische Sättigung. Eine Aussage über die abgegebene Leistung ist daher nicht möglich. Bei größeren Motoren ist die Bewertung etwas aussagekräftiger, dennoch sind beide Kennlinien abhängig von der Netzspannung.

Bei der Wirkleistungsbetrachtung ist selbst bei kleineren Motoren eine viel steilere und nahezu lineare Kennlinie vorhanden. Eine große Streubreite infolge der hohen magnetischen Sättigung ist hier nicht gegeben.

90 Prozent aller elektrischen Antriebe sind in der Regel überdimensioniert. Sie werden nicht bei Nennleistung, sondern bei 40 bis 60 Prozent ihrer Leistung betrieben. Werden bei diesen gering belasteten Maschinen die Lastverhältnisse geändert, verändern sich nur der cos phi und die Wirkleistung. Es zeigt sich aber nahezu keine Varianz des Motorstroms.

Das AWIS EPC16 Berücksichtigt alle relevanten Größen. So ist ein Rückschluss auf das Drehmoment des Motors auch bei geringer Belastung der Antriebsmaschine möglich.

Nur die Wirkleistungsmessung gibt Aufschluss über die abgegebene mechanische Leistung.

Der direkte Zusammenhang bei einer Über- oder Unterlast, wie sie z.B. bei dem Trockenlaufen einer Pumpe oder Druckabfall entsteht, ruft eine entsprechende Veränderung in der Wirkleistungsaufnahme des Motors und die daraus resultierende Wellenleistung hervor.

Das Mess-System diagnostiziert die Laständerung sofort und sendet einen Alarm oder stoppt die Maschine, um Schäden und Ausfallzeiten zu verhindern.

Im Unterschied zu anderen Messverfahren kann die Motorwellenleistung von Pumpentechnikern und Maschinenbauingenieuren direkt genutzt werden. Dies ist ein brauchbarer Wert hinsichtlich mechanischer Anlagen und Prozesse und hat einen direkten Zusammenhang zur Pumpenkurve