Drehstrom-Hochspannungs-Asynchronmotoren

Leistungsbereich 140 - 28.000 kW

mit uns bewegt sich was

VEM Sachsenwerk GmbH

Pirnaer Landstraße 176D-01257 DresdenTelefon: + 49 - (0) 3 51 - 2 08 - 0Telefax: + 49 - (0) 3 51 - 2 08 - 10 28

E-mail: sachsenwerk@vem-group.comhttp:// www.vem-group.com SW

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TitelbildDrehstrom-Hochspannungs-Asynchronmotor mit Käfigläufer im Einsatz als Absorberpumpe für Kraftwerk „Schwarze Pumpe“

Vorwort 5

1. Lieferübersicht 6

2. Typbezeichnung 8

3. Normen und Vorschriften 9

4. Elektrische Ausführungen 10

4.1 Spannung und Frequenz 10

4.2 Leistung und Erwärmung 10

4.3 Konstante Drehzahlen 11

4.4 Variable Drehzahlen / Drehzahlregelung 11

4.5 Anlauf 14

4.5.1 Asynchronmotoren mit Käfigläufern 14

4.5.2 Asynchronmotoren mit Schleifringläufern 15

5. Konstruktive Beschreibung 16

5.1 Gusskonstruktion (bis Achshöhe 710 mm) 16

5.2 Geschweißte Konstruktion (ab Achshöhe 800 mm) 17

5.3 Ständerwicklung 17

5.4 Läuferkonstruktion 18

5.4.1 Kurzschlussläufer 18

5.4.2 Schleifringläufer 18

5.5 Wicklungsanschlüsse 18

5.6 Lagerung 20

5.7 Kurzschluss- und Bürstenabhebevorrichtung 21

5.8 Kühlung 22

5.8.1 Innere Luftführung 22

5.8.2 Luft-Wasser-Kühlung (IC 8 A1 W7) 22

5.8.3 Luft-Luft-Kühlung (IC 6 A1 A1) 23

5.8.4 Durchzugsbelüftung (IC 0 A1) 23

6. Explosionsgeschützte Motoren 24

7. Universelles VEMoDUR-Isoliersystem 26

8. Prüfungen 28

9. Dokumentation 29

10. Versand, Verpackung und Montage 30

11. Allgemeine Hinweise 31

12. Explosionsdarstellungen 32

Inhaltsverzeichnis

54

Drehstrom-Hochspannungs-Asynchronmotoren sind bewährte leistungsstarke Antriebe für alle Industriezweige.Durch Verwendung verschiedener Schutz- und Kühlarten sindsie universell einsetzbar. Für jeden Anwendungsfall bietet Ih-nen das Sachsenwerk die richtige Lösung mit marktgerech-ten und wettbewerbsfähigen Maschinen an. Sie zeichnensich durch Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit, Anpas-sungsfähigkeit, modulare Bauweise, hohe energetische Para-meter und geringe Geräuschemissionen aus.

Umfassendes Know-how im Werk und die ständige Weiter-entwicklung in Zusammenarbeit mit Instituten und Hochschu-len garantieren kundenspezifische Lösungen in hoher Qua-lität.Seit mehreren Jahrzehnten bewähren sich Hochspannungs-maschinen unter dem Markenzeichen VEM in den unter-schiedlichsten Einsatzgebieten als Antriebe für Pumpen, Ver-dichter, Drehöfen und Mühlen ebenso wie im Bergbau, derchemischen und petrochemischen Industrie, in Hütten- undWalzwerken sowie Umwelt- und Energietechnik.

Alle Motoren sind kundenspezifisch ausgelegt, um die speziellen Anwendungskriterien zu erfüllen.Der Katalog enthält allgemeine technische Erläuterungen. Individuelle Anforderungen müssen gesondert behandelt werden. Die technischen Daten der Grundreihen sind zusätzlich bei VEM anzufordern.Interessenten bitten wir, sich an unseren Werksvertrieb bzw.VEM-Vertriebsniederlassungen und VEM-Vertretungen zuwenden.Bestellungen bedürfen unserer schriftlichen Bestätigung.

Hinweis:Wir sind bestrebt, unsere Erzeugnisse stetig zu verbessern.Ausführungen, technische Daten und Abbildungen könnensich ändern. Sie sind grundsätzlich erst nach schriftlicher Bestätigung durch das Lieferwerk verbindlich.

Vorwort

Käfigläufer Schleifringläufer

Polzahlen 2 4 6 8 10 12 16DKK

16.000

12.500

10.000

8.000

7.100

6.300

5.600

5.000

4.500

4.000

630

560

500

450

280

250

225

200

Leis

tung

2 4 6 8 10 12 16DKR / S

4 6 8 10 12 16DSK

4 6 8 10 12 16DSR

Luft-Luft-Kühlung

Luft-Wasser-Kühlung

76

1. Lieferübersicht

Drehstrom-Hochspannungs-Asynchronmotoren 6 kV Drehstrom-Hochspannungs-Asynchronmotoren 10 kV

Polzahlen 2 4 6 8 10 12 16DKK

22.500

18.000

14.000

11.200

9.000

7.100

6.300

5.600

5.000

4.500

4.000

3.550

500

450

400

350

Leis

tung

2 4 6 8 10 12 16DKR

4 6 8 10 12 16DSK

4 6 8 10 12 16DSR

Käfigläufer Schleifringläufer

Luft-Wasser-Kühlung

Luft-Luft-Kühlung

9

Stelle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 StromartE = Einphasen - WechselstromD = Dreiphasen - WechselstromM= Mehrphasen - Wechselstrom

2 MaschinenartA Wechselstrom - Asynchron - GeneratorK Wechselstrom - Asynchron - KäfigläufermotorB Wechselstrom - Asynchron - Schleifringläufermotor mit BAVS Wechselstrom - Asynchron - Schleifringläufermotor ohne BAVG Wechselstrom - Synchron - Generator mit SchleifringenR Wechselstrom - Synchron - Generator ohne SchleifringeM Wechselstrom - Synchron - Motor mit SchleifringenT Wechselstrom - Synchron - Motor ohne SchleifringeC Wechselstrom - KommutatormotorU Wechselstrom - Eingehäuse-Umformer

3 Kühlungsart, SchutzartE Durchzugskühlung / Eigenkühlung ohne Aufbauten (IP00; IP10; IP20; IP21; IP22; IP23)A Durchzugskühlung / Eigenkühlung mit Aufbauten (IP23; IP24)F Durchzugskühlung / Eigenkühlung Rohranschluss mit Innenlüfter (IP44; IP54; IP55)L Durchzugslüftung / Fremdkühlung zusätzliches Belüftungsaggregat oder Rohranschluss

(IP00; IP10; IP20; IP21; IP22; IP23; IP24)B Durchzugslüftung / Fremdkühlung Rohranschluss (IP44; IP54; IP55)R Umlaufkühlung / Eigenkühlung mit Luft-Luft-Kühler (IP44; IP54; IP55)K Umlaufkühlung / Eigenkühlung mit Luft-Wasser-Kühler (IP44; IP54; IP55)S Umlaufkühlung / Fremdkühlung mit Luft-Luft-Kühler mit zusätzlichem Belüftungsaggregat (IP44; IP54; IP55)M Umlaufkühlung / Fremdkühlung mit Luft-Wasser-Kühler mit zusätzlichem Belüftungsaggregat (IP44; IP54; IP55)N Umlaufkühlung / Eigen- oder Fremdkühlung mit Gas als Kühlmittel (außer Luft); alle SchutzgradeO Oberflächenkühlung / Eigenkühlung mit Kühllöchern (IP44; IP54; IP55)C Oberflächenkühlung / Eigenkühlung mit Kühlrippen (IP44; IP54; IP55)P Oberflächenkühlung / Selbstkühlung ohne Lüfter (IP44; IP54; IP55)W Oberflächenkühlung / Fremdkühlung mit Wassermantel (IP54)V Oberflächenkühlung / Fremdkühlung mit zusätzlichem Belüftungsaggregat (IP54)

4 und 5 Ausführungsart (verschlüsselt)Lagerung, abweichende Spannung und Frequenz, Ex-Schutz, Bauform, Schweranlauf u.a.m.

6 und 7 Achshöhe (verschlüsselt)

8 und 9 Blechpaketlänge (verschlüsselt)

10 und 11 Polzahl/Drehzahl

12 bis 14 Zusatzbuchstabe für Überarbeitungsstufe und SonderbedingungenKennbuchstaben für spezielle Wicklungsausführungen

8

2. Typenbezeichung

Die Typenbezeichnungen des Sachsenwerkessetzen sich aus Buchstaben und Ziffern zusammen.

Buchstaben Stelle 1-5Ziffern Stelle 6-9Ziffern/Buchstaben Stelle 10-14 (variabel, je nach Maschinenart)

D K K E R 6 3 2 1 4 W E

Die Motoren entsprechen den geltenden DIN-Normen undden DIN VDE-Vorschriften. Für die Grundausführungen sinddas insbesondere die DIN EN 60034 (VDE 0530) bzw. IEC60034 mit ihren Teilen:

Teil 1 Bemessung und BetriebsverhaltenDIN EN 60034-1 (VDE 0530-1) - IEC 60034-1

Teil 2 Verfahren zur Bestimmung der Verluste des Wirkungsgrades ...DIN EN 60034-2 (VDE 0530-2) - IEC 60034-2

Teil 5 Einteilung der SchutzartenDIN EN 60034-5 (VDE 0530-5) - IEC 60034-5

Teil 6 Einteilung der KühlverfahrenDIN EN 60034-6 (VDE 0530-6) - IEC 60034-6

Teil 7 Bezeichnung für BauformenDIN EN 60034-7 (VDE 0530-7) - IEC 60034-7

Teil 8 Anschlussbezeichnungen und DrehsinnDIN EN 60034-8 (VDE 0530-8) - IEC 60034-8

Teil 9 GeräuschgrenzwerteDIN EN 60034-9 (VDE 0530-9) - IEC 60034-9

Teil 12 Anlaufverhalten von Drehstrommotoren mit Käfigläufer...DIN EN 60034-12 (VDE 0530-12) - IEC 60034-12

Teil 14 Mechanische Schwingungen...DIN EN 60034-14 (VDE 0530-14) - IEC 60034-14

Teil 15 Bemessungsstoßspannungen...DIN EN 60034-15 (VDE 0530-15) - IEC 60034-15

Teil 18 Funktionelle Bewertung von Isoliersystemen ...DIN EN 60034-18-... (VDE 0530-18-...) - IEC 60034-18 ... mehrere Teile

sowie

DIN ISO 10816-... Bewertung der Schwingungen vonMaschinen durch Messungen an nicht-rotierenden Teilen... (mehrere Teile)

DIN ISO 8821 „Mechanische Schwingungen, Vereinba-rung über die Passfeder-Art beim Aus-wuchten von Wellen und Verbundteilen“

DIN ISO 1940-... Anforderungen an die Auswuchtgütestarrer Rotoren... (mehrere Teile)

Bei explosionsgeschützten Maschinen werden die grund-legenden Sicherheitsanforderungen durch normgerechte Ausführung gewährleistet:

DIN EN 50014 (VDE 0170/0171 Teil 1)DIN EN 50016 (VDE 0170/0171 Teil 3)DIN EN 50019 (VDE 0170/0171 Teil 6)DIN EN 50021 (VDE 0170/0171 Teil 16)

Auf Anfrage ist die Lieferung nach anderen Standards, z.B.die in Abstimmung befindlichen IEC-Normen sowie nach spe-ziellen Vorschriften der Industrie, wie ZLM (Zusätzliche Liefer-vereinbarungen für Hochspannungs-Elektromotoren in Kraft-werken) oder der Shell-Spezifikation, möglich.

3. Normen und Vorschriften

10

4.1 Spannung und FrequenzIn der Grundausführung sind die Motoren für die Bemes-sungsspannung 6 kV und die Bemessungsfrequenz 50 Hz dimensioniert.

Spannungs- und Frequenzschwankungen während des Be-triebes sind in Übereinstimmung mit den Festlegungen in der DIN EN 60034-1, Abschnitt 6.3, möglich.

Motoren für Spannungsbereiche < 3,3 kV weisen höhere, Motoren für Spannungsbereiche > 6,6 kV geringere Bemes-sungsleistungen bei gleichen Baumodellen auf.

4.2 Leistung und ErwärmungDie in der Lieferübersicht angegebenen Bemessungsleistun-gen gelten für Dauerbetrieb (S1) bei Bemessungsfrequenz,Bemessungsspannung, Aufstellungshöhe < 1.000 m über NNund einer Kühlluft-Eintrittstemperatur von max. 40°C oderKühlwasser-Eintrittstemperatur von 27°C. Die maximalenWicklungstemperaturen entsprechen der Isolierstoffklasse Bnach DIN EN 60034, gemessen nach dem Widerstandsver-fahren.Motoren mit einer Grenzerwärmung nach der Isolierstoff-klasse F sind lieferbar.

M

P

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

P

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

M

P

M

nn

n

n

n

Abb. 2 Leistungs- und Momentenreduzierung bei Drehzahlstellung mit Hilfe einer USK

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

1 1 0

1 1 5

120

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Bem

essu

ngsl

eist

ung

in %

Kühlluft-Eintrittstemperatur in °C

maximaleAufstellungs-höhen

1 000 m

1 500 m

2000 m

3000 m

2500 m

3500 m

4000 m

Normalauslegung 40°C/1000 m über NN

Abb. 1 Einfluss der Aufstellungshöhe und der Kühlluft-Eintrittstemperatur auf die zulässige Leistung

Abweichungen von den Bemessungswerten der Kühllufttem-peratur und der Aufstellungshöhe ergeben eine prozentualeÄnderung der maximal möglichen Leistung entsprechend Abb. 1.

4.3 Konstante DrehzahlenDie in der Lieferübersicht aufgeführten Bemessungsdrehzah-len gelten für einen Betrieb mit Bemessungsspannung, Be-messungsfrequenz und Bemessungsleistung (Toleranzennach DIN EN 60034-1).

Das Schleudern der Maschinen erfolgt mit der 1,2-fachenLeerlaufdrehzahl. Dies gilt sowohl für Maschinen mit 50 Hzals auch für andere Frequenzen. Für höhere Schleuderdreh-zahlen ist eine Anfrage erforderlich.

4.4 Variable Drehzahlen / Drehzahlregelung

Schleifringläufermotoren mit Umrichterspeisungim LäuferkreisIm Stromkreis der Schleifringläufermotoren wird ein Umrich-ter eingesetzt, der durch eine Zusatzspannung die Drehzahlverlustarm regelt. Die Frequenz der Zusatzspannung ist derLäuferfrequenz der Asynchronmaschine angepasst (unter-synchrone Stromrichterkaskade -USK).

Aufgrund der Oberwellen des Wechselrichters ist beim Betrieb an einer USK eine Herabsetzung der Bemessungs-leistung der Motoren von ca. 5% nötig. Es ist zu beachten,dass bei verringerter Drehzahl des Antriebsmotors die Wärmeabfuhr bei Eigenbelüftung zurückgeht. Das Drehmo-ment muss bei Drehzahlsenkung deshalb entsprechend derAbb. 2 vermindert werden.

Schleifringläufermotoren über 2 MW sind auf Grund derStromverdrängung in der Läuferwicklung bei Drehzahlen unter 70% nn in ihrer Leistungsabgabe stärker zu reduzieren.Die Vorteile der Drehzahlregelung mit untersynchroner Strom-richterkaskade sind:• geringe Verluste, da die Schlupfleistung ins Netz zurückge-

speist wird• kostengünstig, da die notwendige Umrichterleistung bei

einem kleinen Stellbereich (z.B. 0,7 nn bis 1,0 nn) geringerausfällt als bei einer Ständerkreisspeisung

• relativ lastunabhängige Drehzahlen gegenüber einer Dreh-zahlsteuerung mit Schlupfwiderständen im Läuferkreis (siehe Abb. 3)

4. Elektrische Ausführung

1110

1312

Bei allen umrichtergespeisten Motoren wird zur Vermeidungvon Lagerströmen ein Lager isoliert, sofern eine Speisungdurch I-Umrichter oder U-Umrichter mit einer motorseitigenAusgangsspannung bis 690 V erfolgt. Für an Mittelspannungs-umrichter betriebenen Motoren erfolgt der Einsatz von zweiisolierten Lagern und einer Erdungsbürste, sofern keine an-deren Vorgaben existieren.

Motoren für Arbeitsmaschinen mit relativ konstanten Mo-menten z.B. Mühlen-, Kompressoren- und Walzwerksantriebewerden häufig mit einem Fremdluftaggregat ausgerüstet.

Käfigläufermotoren mit UmrichterIm Ständerstromkreis der Käfigläufermotoren wird entwederein stromeinprägender oder ein spannungseinprägender Fre-quenzumrichter eingesetzt.Die Motoren von VEM werden für den jeweiligen Umrichter-betrieb und die jeweilige Antriebsaufgabe speziell angepasst,das heißt, in Abhängigkeit von der Umrichterart und den spe-zifischen Anforderungen durch den jeweiligen Umrichter wer-den die Isolierung angepasst und die Bemessungsleistungoptimiert. Die mechanische Ausführung entspricht weitgehenddenen der Standardmaschinen.Bei umrichtergespeisten Maschinen ist es erforderlich, dieUmrichterausführung in der Anfrage bekanntzugeben.

Die Wicklungen der Maschinen werden vorzugsweise alsFormspulen- bzw. in Spezialfällen als Roebelstabwicklungenausgeführt und in VPI-Technik getränkt. Durch eine außeror-dentlich hohe Ausgangsqualität der eingesetzten Wickel-

Abb. 4 Drehmomentenkennlinie von Asynchronmotoren mit Käfigläufer bei Frequenz-Spannungsstellung

0,5 0,75

1,0

1,0

Anlauf über Anlasser

Arbeitsbereich

Drehzahlstellbereich

MM

nn

n

s

Mk

0,5 0,75 1,0

nng

0,25

1,0

MMn

Mk

2,0

1,0

1,0

2,0Arbeitsbereich

MM

nn

n

s

0

a) mit untersynchroner Stromrichterkaskade

Abb. 3 Belastungskennlinien von Asynchronmotoren mit Schleifringläufern

b) mit Schlupfwiderstand

n = Drehzahlns = synchroner DrehzahlM = DrehmomentMn = Nenndrehmoment

Die Vorteile einer Drehzahlregelung von Käfigläufermotoren

mit Frequenzumrichtern sind:

• optimale Anpassung von Drehzahl und Drehmoment des

Motors an die technologischen Erfordernisse der Arbeits-

maschine

• optimaler Wirkungsgrad über einen sehr weiten Leistungs-

und Drehzahlbereich• Leistungsspeisung aus dem Netz mit sehr gutem Leistungs-

faktor (U-Umrichter)• Energierückspeisung in das Netz ist realisierbar• guter Gleichlauf bei Mehrmotorenantrieben• hohe Drehzahlkonstanz bei veränderlicher Belastung• großer Drehzahlbereich bei minimalen Verlusten möglich

(siehe Abb. 4)

drähte, durch den im Vergleich zur Runddrahtwicklung regel-mäßigen Wicklungsaufbau und der damit verbundenen günstigen Spannungsverteilung innerhalb der Spulen sowiedurch die Vorteile der VPI-Technik bei der Durchtränkung desWickelkopfes wird eine sehr hohe Sicherheit gegenüber denbeim Umrichterbetrieb möglichen Spannungsspitzen erreicht.

Der Betrieb der Motoren an Frequenzumrichtern hat einen höhe-

ren Geräuschpegel als bei sinusförmigen Netzgrößen zur Folge.

Die Richtwerte hierfür sind:

Umrichtertyp Anstieg des SchalldruckpegelsLPA in dB

I-Umrichter 1 - 4U-Umrichter 1 – 15

Bei Umrichtern ist die Erhöhung des Schalldruckpegelsabhängig von: • Pulsfrequenz

• Pulsmuster• Ausgangsfilter

Beanspruchen geringere Gegenmomente beim Anlauf den

Motor, sind auch höhere Spannungseinbrüche im Netz möglich.

Das Motormoment und der Motorstrom sinken aufgrund der

Sättigung stärker als das quadratische Verhältnis Netzspan-

nung zu Bemessungsspannung.

Zum Beispiel:

M70% =( M70% )2• A • M100%

U100%.

A = Korrekturfaktor, dabei ist A < 1

Die Zeitdauer für den Anlauf wird bestimmt durch das Ge-

samtträgheitsmoment, die Bemessungsdrehzahl und das

Beschleunigungsmoment (Motormoment - passives Moment

der Arbeitsmaschine).

Es ergibt sich:

ta =Jges • nN

• 0,105MBeschl.

ta = Anlaufzeit (s)

Jges = Gesamtträgheitsmoment (kgm2)

nN = Bemessungsdrehzahl (min-1)

MBeschl. = Beschleunigungsmoment (Nm)

1514

Anlauf über AnfahrumrichterDieses Anlaufverfahren wird eingesetzt, wenn das passiveMoment der Arbeitsmaschine während des Anlaufes nichtgedrosselt werden kann, hohe Trägheitsmomente beschleu-nigt werden müssen und/oder Anforderungen an die Begren-zung des Anlaufstromes bestehen.

4.5.2 Asynchronmotoren mit SchleifringläufernSie sind für schwierige Anlaufbedingungen konzipiert. Mit Hilfe von Widerständen im Läuferkreis ist sowohl der Motor-strom als auch das Motormoment während des Anlaufes inweiten Bereichen stellbar.Durch äußere diskrete Zusatzwiderstände lässt sich das Mo-tormoment wie in Abb. 7 stufen.

Werden über den gesamten Anlaufvorgang ein konstanterMotorstrom und ein konstantes Drehmoment benötigt, sindstufenlose Flüssigkeitsanlasser einzusetzen.Mit Hilfe geregelter Elektrodenantrieben im Flüssigkeitsanlas-ser lassen sich Strom und Moment in engen Grenzen einstel-len, so dass selbst langdauernde Anläufe bei hohen Motor-leistungen möglich sind.

Nach erfolgtem Hochlauf ist es bei Anlass-Schleifringläufer-motoren mit Hilfe einer automatischen Bürstenabhebevorrich-tung möglich (Option), den Läuferkreis kurzzuschließen unddie Bürsten von den Schleifringen abzuheben. Netzumschal-tungen und Netzunterbrechungen sind bei Schleifringläufernzu vermeiden.

00 10 20 30 40 50 60

Typ: DSRAJ 6329-6WF

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

70 80 90 100n [%]

Kennlinien: M = f(n)

M [Nm]Mmot

45000

50000

Abb. 7 Drehmomente beim Anlauf eines Schleifring-läufermotors mit Zusatzwiderständen

Für eine erste überschlägige Berechnung ist es ausreichend,

das Beschleunigungsmoment grafisch abzuschätzen. Exakte

Berechnungen werden mit Hilfe iterativer Verfahren durchge-

führt.

Die Schalthäufigkeit beträgt bei der Grundausführung bis

zu 1000 Schaltungen im Jahr, wenn nicht anders vereinbart.

Die Motoren mit Käfigläufern der Achshöhe 355 mm bis 800

mm sind für automatische Netzumschaltungen ohne Rest-

spannungsbegrenzungen geeignet. Diese sind vom Besteller

anzuzeigen.

SchweranlaufStellen die Antriebsaufgaben erhöhte Anforderungen an den

Direktanlauf der Motoren mit Käfigläufern, wie z.B. hohe

Trägheitsmomente oder hohe Lastmomente bei erhöhtem

Spannungseinbruch, muss eine spezielle Auslegung des Mo-

tors erfolgen.

Größere Momente lassen sich durch den Einsatz von unter-

schiedlichen Kupferlegierungen oder Stabformen im Läufer

realisieren.

Anlauf über AnlasstransformatorenWerden aufgrund schwacher Netze besonders niedrige An-

laufströme benötigt, kommt dieses Anlaufverfahren zum Ein-

satz. Es muss dabei gewährleistet sein, dass das passive

Moment der Arbeitsmaschine zur Zeit des Anlaufes geringe

Werte (Drosselung) aufweist.

00 10 20 30 40 50 60

Typ: DKREQ 5627-2WE

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11 000

1 2 000

1 3 000

1 4 000

1 5 000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1 200

1 300

1 400

1 500

70 80 90 100n [%]

Kennlinien: M = f(n), I = f(n)

1,0 un

0,9 un

1,0 un

0,9 un

M [Nm]I [A]MLast Mmot IMot

Abb. 5 Drehmomente und Anlaufstromverlauf eines 2-poligen Motors während des Anlaufes

00 10 20 30 40 50 60

Typ: DKRAF 6331-4WF

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

70 80 90 100n [%]

Kennlinien: M = f(n)

M [Nm]

M fürKeilstäbe

M für Kurzschlussstäbemit Kupferlegierungen

M fürNormalausführung

MLast

Abb. 6 Drehmomentenverläufe bei unterschiedlichen Kurzschlussläuferausführungen

4.5 Anlauf4.5.1 Asynchronmotoren mit Käfigläufern

NormalanlaufAlle Leistungen, die in der Lieferübersicht vorgegeben sind,

erlauben den direkten Anlauf am Netz. Dieses einfache An-

laufverfahren sollte immer verwendet werden, wenn es die

Netzverhältnisse bzw. die anzutreibenden Maschinen zulas-

sen.

Die Baugröße der Maschinen wird bestimmt durch:

• die Höhe der Bemessungsleistung

• die im Motor während des Hochlaufes abzuspeichernde

Verlustenergie.

Diese entspricht der kinetischen Energie, die für Beschleuni-

gung der Arbeitsmaschine, des Motorläufers und zusätzlicher

Massen benötigt wird.

Die in der Lieferübersicht aufgeführten Motortypen sind für

normale Anlaufvorgänge dimensioniert. Sie können Arbeits-

maschinen mit konstanten, quadratischen oder ähnlichen

Gegenmomentenkurven (siehe Abb. 5) auf die Bemessungs-

drehzahl beschleunigen. Es wird dabei von einem Verhältnis

maximales Moment der Arbeitsmaschine zu Nennmoment

des Motors von 0,9 bei quadratisches Gegenmoment ausge-

gangen. Bei Motoren mit einer Leistung > 7 MW wird ein ge-

drosselter Anlauf zu Grunde gelegt. Dabei darf der Span-

nungsabfall im Netz maximale 10% nicht überschreiten.

17

Die komplett isolierten Leiterpakete sind mittels Nutver-schlüssen aus Glasgewebe-Epoxidharz in den Nuten festge-setzt. Die Schaltverbindungen werden bei der Ganzformspu-lenwicklung hartgelötet, bei Roebelstabwicklungen erfolgendie Stabverbindungen durch WIG-Schutzgasschweißung.Die Ständer mit den eingelegten Ganzformspulen sind bis zueinem Durchmesser von 4.500 mm komplett nach dem Ver-fahren VPI 155 getränkt.Dabei wird das fertig gewickelte Ständerblechpaket mit Ge-häuse zunächst unter Vakuum und anschließend unter Druckin einem Epoxidharzbad (Isoliersystem VEMoDUR-VPI-155)imprägniert. Die folgende Wärmebehandlung härtet das Harzaus. Eine hohlraumfreie Wicklungsisolation und ein verfestig-tes Blechpaket sind damit gewährleistet. Die Wicklung und die Nutkeile werden ebenfalls durch dasEpoxidharz im Blechpaket fixiert. Die Wickelköpfe sind in derLage, große Verformungskräfte aufzunehmen, welche durchLaststöße und Netzaufschaltungen verursacht werden können.

5.2 Geschweißte Konstruktion (ab Achshöhe 800 mm)Das Ständergehäuse besteht aus einer Schweißkonstruktion.Die Lagerschilde sind als Scheiben ausgeführt und nehmendie Lagerköpfe auf. Das Blechpaket ist aus isolierten Dyna-moblechronden oder überlappt geschichteten Dynamoblech-segmenten zusammengesetzt und über Endplatten mit Press-bolzen axial verspannt. Das Ständerpaket ist im Ständerge-häuse eingeschrumpft. Zur Aufnahme des Kurzschlussmo-mentes dient eine Pressfeder. Eine durchgehende Zentrierungder Baugruppen untereinander macht selbst nach einer De-montage eine Luftspaltkontrolle nicht erforderlich.

5.3 StänderwicklungDie Drehstrom-Zweischichtwicklung liegt in den offenen Nu-ten des Blechpaketes. Je nach Maschinengröße ist sie alsGanzformspule oder Roebelstabwicklung ausgeführt. FürGanzformspulen kommt Kupferflachdraht zum Einsatz, dermit Folienglimmer isoliert ist.Für die im Nutteil verdrillten Leiter der Roebelstabwicklungsind Lack-Glasseide-isolierte Flachkupferdrähte eingesetztund als Leiterbündel mit Glimmer-Prepreg verfestigt.Die Hauptisolierung der Spulen bzw. Stäbe besteht aus bin-demittelarmen Glimmer-Glasgewebe-Bändern. Zur Vermei-dung von Koronaentladungen ist im Nutteil ein niederohmigerund am Nutausgang ein hochohmiger Glimmschutzbelag auf-gebracht.

5.1 Gusskonstruktion (bis Achshöhe 710 mm) Das herausragende Merkmal der VEM-Motoren ist eine Gusskonstruktion bis zur Achshöhe 710 mm. Durch diesenrobusten Aufbau sind sie für den Einsatz unter vielfältigstenBetriebs- und Umweltbedingungen prädestiniert.Die Motorenreihe bis Achshöhe 710 mm ist nach einem Bau-kastenprinzip konzipiert.Die Konstruktion besteht aus folgenden Teilen: Einem ge-gossenem Gehäuse zur Aufnahme des Ständerblechpaketes,zwei Topflagerschilden aus Grauguss und zwei Lagerköpfen.Diese Konstruktionselemente sind untereinander axial ver-schraubt. Eine durchgehende Zentrierung der Baugruppenuntereinander macht selbst nach einer Demontage eine Luft-spaltkontrolle nicht erforderlich. Radial angeordnete Führun-gen sichern eine genaue tangentiale Positionierung der Lager-schilde mit dem Ständergehäuse nach einer Demontage.Das Ständerblechpaket ist über einen Presssitz im Gehäusefixiert und anschließend bewickelt.In der Bauform IM V1 besitzt das antriebsseitige Topflager-schild einen angegossenen Flansch zur Aufstellung des Motors.

5. Konstruktive Beschreibung

Luft-Luft-gekühlte Asynchronmaschine mit Gussgehäuse und Schleifringläufer

16

geschweißte Gehäuse während der Montage Motor für Gebläseantrieb 6,7 MW

18

5.4 LäuferkonstruktionJe nach Maschinengröße erfolgt die Ausführung der Läufer-konstruktion als Vollwelle oder geschweißte Rippenwelle. DasLäuferblechpaket besteht aus Dynamoblechronden oderüberlappt geschichteten Dynamoblechsegmenten. DasBlechpaket ist axial durch Pressbolzen verspannt. Blechpa-kete, die aus Ronden bestehen, sind auf die Welle aufge-schrumpft. Blechpakete, die aus Segmenten bestehen, sindauf schwalbenschwanzförmige Leisten der Rippenwelle ge-schichtet. Läufer mit Rippenwelle haben eine Passfeder zurAufnahme des Kurzschlussmomentes.

5.4.1 KurzschlussläuferDie Läuferstäbe aus Kupfer oder Kupferlegierungen werdenaxial mit den überragenden Kurzschlussscheiben induktivgelötet. Die besondere Gestaltung der Kurzschlussscheibeund der Läuferstäbe gewährleistet bei der senkrechten Lötungeine hochwertige Lötqualität und eine radiale Sicherung derKurzschlussstäbe. Erst nach dem Löten wird die Außenkonturder Kurzschlussscheiben bearbeitet, um einen optimalen Vor-wuchtzustand zu erreichen.

Wenn mechanisch erforderlich, werden 2-polige Läufer zu-sätzlich mit unmagnetischen Schrumpfringen ausgeführt oderdie Verbindung des Kurzschlussstabes mit der Kurzschluss-scheibe durch eine spezielle Verkeilung hergestellt.

5.4.2 SchleifringläuferDie Läuferwicklung besteht aus einer Zweischicht-Stabwick-lung. Das Isolationssystem VEMoDUR-VPI-155 gewährleisteteine hohe mechanische und elektrische Sicherheit der Wick-lung.Die Wickelköpfe werden durch Glasbandagen gegen Flieh-kräfte abgefangen. Die Wicklungsenden sind an die Schleif-ringbolzen geführt. Die Schleifringe sind freifliegend auf einerGraugussnabe ausgeführt und werden axial durch Porzellan-Isolatoren untereinander isoliert. Die Schleifringe selbst be-stehen aus rostfreiem Stahl. Durch eine spiralförmige Nutungder Lauffläche wird die Kühlwirkung erhöht, gleichzeitig die-nen die Nuten zur Sauberhaltung der Bürstenlauffläche.

5.5 Wicklungsanschlüsse

Anschlusskasten für StänderDie Anschlusskästen werden in der Schutzart IP 55 ausge-führt. Der geteilte Anschlusskasten ist geschweißt und besitztim Unterteil eine Sollbruchstelle (Druckentlastung) sowie eineErdungsklemme. Das Unterteil wird auf den Anschlussflanschdes Gehäuses geschraubt. Bohrungen im Kastenunterteilnehmen die drei Durchführungsisolatoren auf. In ihnen werdendie Durchführungsbolzen für die Leitungen verdrehsicher an-gebracht. Die zur Ständerwicklung führenden Leitungen sindin die Durchführungsbolzen weich eingelötet. Die zum Netzführenden Kabel werden auf die Durchführungsbolzen (U, V, W)geklemmt.

Die Lage des Anschlusskastens bei der Bauform IM B3 istwahlweise rechts oder links möglich.

Die Kabeleinführung geschieht, wenn nicht anders vereinbart,von unten. Die Anschlusskästen mit Klemmenanordnung nachDIN 42962 sind um 90° und 180° drehbar. Der Sternpunktkann in einem zweiten gegenüberliegendem Anschlusskastenherausgeführt werden. In diesem Fall ist es auf Anforderungmöglich, ggf. Stromwandler in den Anschlusskasten aufzu-nehmen.

Die Hochspannungskästen enthalten je nach Nennstrom undan den Klemmen mögliche Kurzschlussleistung drei Durch-führungsbolzen mit Keramik- oder kurzschlussfestenGießharzisolatoren.

Mit den Gießharzisolatoren werden Kurzschlussströme bis zu50 kA 0,2 s beherrscht.

Anschlusskasten für Läuferanschluss (<3 kV)Der Läuferanschlusskasten ist geschweißt und wird wie derStänderanschluss in der Schutzart IP 55 ausgeführt. Die netzseitigen Kabel werden auf Stromschienen geführt.Die Stromschienen sind durch thermisch und elektrischhochwertig isolierte Kabel mit der Bürstenbrücke verbunden.

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Kurzschlussläufer für eine radialbelüftete Asynchronmaschine

Schleifringläufer Anschlusskasten mit integrierten Überspannungsableitern und Überspannungsschutzkondensatoren

Klemmenanordnung DIN 42 962Form Nennstrom (A) Anschlussbolzen

A1 ≤ 250 M 12A2 ≤ 250 M 16

B1 ≤ 250 M 12B2 ≤ 400 M 16

C1 ≤ 250 M 12C2 ≤ 400 M 16

D1 ≤ 250 M 12D2 ≤ 400 M 16

Läufereinspeisung

20

5.6 Lagerung

WälzlagerDie Lagerungen für die Motoren sind nach dem Prinzip ange-baut, dass auf der Antriebsseite (D-Seite) die Festlager undauf der nicht Antriebsseite (N-Seite) die Loslager sind.Standardausführung ist die Ausführung mit je einem Rillenku-gellager, wobei das Rillenkugellager über Druckfedern vorge-spannt wird.Bei Maschinen ab Achshöhe 710 mm ist auf der D-Seite eineDoppellagerung (Festlager), bestehend aus einem Zylinderrol-lenlager und einem Rillenkugellager, angeordnet; die N-Seiteerhält nur ein Zylinderrollenlager.Das Festlager übernimmt die evtl. auftretenden Axialkräfte.Die rechnerisch nominelle Lebensdauer (Lh10) der Lager be-trägt > 50.000 Stunden.Ausführungen mit Sonderlagerungen zur Aufnahme hoherRadial- und Axialkräfte sind auf Anfrage möglich.In der Standardausführung erfolgt die Abdichtung der Lage-rungen nach innen und außen durch Spaltdichtungen. Siesind wartungsfrei und schützen vor dem Eindringen vonStaub und Spritzwasser.Für spezielle Einsatzbedingungen sind Ausführungen mit La-byrinth- oder Doppellabyrinthdichtung möglich.

Eine Erstschmierung der Lager erfolgt im Werk mit lithiumver-seiftem Fett nach DIN 51825.

Um eine Überfettung der Lager zu vermeiden, sind alle Lage-rungen mit einer Fettmengenregelung ausgerüstet. Im Lager-gehäuse erfolgt die Altfettabscheidung über Fettstauscheibenund Schleuderscheiben. Die Entnahme des Altfettes erfolgtüber einen im äußeren Lagerdeckel arretierten Fettschieber.

Für die Nachfettung der Lager sind gut zugängliche Schmier-nippel bzw. Schmierrohre vorgesehen.Die Nachschmierung erfolgt bei laufendem Motor. Die ent-sprechenden Nachschmierfristen und -mengen sind auf ei-nem Hinweisschild neben dem Schmiernippel angegeben.

Ab Achshöhe 500 erhalten alle Motoren eine isolierte Lage-rung auf der N-Seite, um schädliche Lagerströme zu vermei-den (Option: zwei isolierte Lagerungen mit Erdungsbürste).Auf Anforderung können auch die kleineren Baugrößen miteiner isolierten Lagerung ausgeführt werden.

GleitlagerDie Gleitlager sind als Mittenflansch- oder Seitenflanschlagerausgeführt und an der Zentrierung des Lagerschildes ange-schraubt. Die Lager haben ein waagerecht geteiltes Gehäuse, eine ge-teilte, mit Lagermetall ausgegossene Lagerschale, einenSchmierring sowie diverse Dichtungen. Die Schutzart der La-ger in ihrer Grundausführung ist IP 44. Höhere Schutzarten (IP 54) werden durch zusätzliche Dich-tungen erreicht.Die Gleitlager werden normal als Loslager ausgeführt undnehmen keine Axialkräfte auf.

Sie können in Abhängingkeit von den jeweiligen Anforderun-gen in den verschiedensten Ausführungen geliefert werden,u.a. mit Ringölschmierung, Spülölschmierung, Wasserküh-lung, isoliert sowie als Fest- oder Loslager. Falls eine Ringölschmierung zur Abführung der Wärme nichtausreicht, wird werksseitig ein Gleitlager für eine Spülöl-schmierung disponiert. In diesem Fall ist auch ein Ölring vorgesehen, um bei Spülöl-ausfall die notwendige Ölversorung des Lagers bis zum Still-stand der Motorwelle zu gewährleisten. Anlagenseitig sinddie notwendigen Überwachungen vorzusehen, um den Motorunverzüglich abschalten zu können.

Die hierzu erforderliche Spülanlage ist nicht im VEM-Liefer-umfang enthalten. Diese kann jedoch auf Anforderung ange-boten werden.

Bei niedrigen Drehzahlen kann sich eine Hydrostatikeinrich-tung erforderlich machen. Diese kann mitgeliefert werden.

Motoren der Bauform IM V1 haben oben ein kombiniertesDruck- und Führungslager. Unten sind sie mit einem Füh-rungslager ausgestattet. Auf Kundenwunsch sind auch dieAnordnung Trag- und Führungslager unten sowie ein zweitesFührungslager oben realisierbar.

5.7 Kurzschluss- und BürstenabhebevorrichtungSchleifringläufermotoren ab Achshöhe 400 mm können miteiner Kurzschluss- und Bürstenabhebevorrichtung (KBAV)ausgerüstet werden. Eine KBAV dient dazu, einen Schleifringläufermotor nach erfolgtem Hochlauf als Kurzschlussläufer-Motor zu betreiben.Bei der Motorausführung mit KBAV sind die Wicklungsendender Läuferwicklung an einen speziellen Schleifring geführt,der an jeder Phase ein Messingsegment besitzt. Das Kurz-schließen dieser Messingsegmente erfolgt über eine Kurz-schließernabe, die axial verschiebbar auf der Motorwelle angeordnet und mit federnden Kontaktstücken versehen ist. Die Bürstenbrücke besitzt Bürstenhalter, die über Hebel vomSchleifring abgehoben werden können. Der Antrieb der KBAVerfolgt durch einen seitlich am Motor angeordneten Schne-ckengetriebemotor. Zwei induktive Sensoren liefern die Sig-nale für die extern anzuordnende Steuerung der KBAV. DieSchleifringe sind bei KBAV-Motoren nicht genutet.

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Für die Bauform V1 kommen folgende Lagerausführungen zum Einsatz:

bis AH 450 Einfachlagerung oben: Zylinderrollenlagerunten:Schrägkugellager

AH 500/ Doppellagerung oben: Schräg-ZylinderrollenlagerAH 560 unten:ZylinderrollenlagerAH 710 oben: Axialpendelrollenlager/

Ölsumpfunten:Zylinderrollenlager

Lagergruppe montiert am Lagerschild Schleifringläuferapparatmontiertes Gleitlager

2322

5.8 Kühlung

5.8.1 Innere LuftführungAuf der Motorwelle befindet sich D-seitig ein drehrichtungs-abhängiges Lüfterrad. Bei 2-poligen Motoren als Axiallüfter,höherpolig als Radiallüfter ausgeführt, drückt es die erwärmteLuft D-seitig durch die obere Öffnung im Lagerschild. N-seitig strömt kalte Luft von oben in das Lagerschild. Dortteilt sie sich in Teilluftströme, die den Ständerrücken umflutenbzw. durch axiale Kühlkanäle im Läufer und im Ständer sowiedurch den Luftspalt strömen.Höherpolige Motoren ab Achshöhe 630 mm sind radial belüf-tet. Dabei strömt die Luft durch angeordnete Kühlkanäle imLäufer und im Ständer. Die radiale Belüftung ist in Abhängig-keit der Motorgröße als Z-Belüftung oder zweiseitige Radial-belüftung ausgeführt.Beim Einsatz drehrichtungsunabhängiger Radiallüfter sind er-höhte Geräuschemissionen und geringere Wirkungsgrade zubeachten.

5.8.2 Luft-Wasser-Kühlung (IC 8 A1 W7)Bei der Luft-Wasser-Kühlung durchströmt die Motorabluft ei-ne Haube, welche als Schweißkonstruktion ausgeführt ist. Inder Haube ist der Luft-Wasser-Wärmetauscher als Einschub-element angeordnet. Dieser ist als Lamellenrohr-Wärmetau-scher ausgeführt. Die Materialauswahl für Kühlrohre undWasserkammern richtet sich nach der Kühlwasserqualität.Für Sonderanwendungen können Doppelrohrkühler einge-setzt werden. Der innere Kühlkreislauf ist entsprechend demMotorschutzgrad durch Dichtungsmaßnahmen von der Um-gebung abgesetzt.Die Motoren sind somit für die Aufstellung in Medien geeig-net, deren Luft zum Kühlen nicht ausreichend sauber ist oderwo die Maschinen gegen äußere Einwirkungen, wie Wetteroder Atmosphäre, geschützt werden müssen.Auf Anforderung können redundante Kühlerausführungen sowie wasserseitige Regelungen und Überwachungen desWassers und der Luft realisiert werden. Zur Kühlerüberwa-chung ist eine Leckagemeldung lieferbar.Ebenso ist eine Intergrierung von Schallschutzmaßnahmen indas Umluftgehäuse möglich.Bei der Luft-Wasser-Kühlung kann der innere Kühlkreislaufauch durch ein separates Belüftungsaggregat in der Kühler-haube angetrieben werden. Dadurch entspricht der Motor derKühlart IC 8 A6 W7 und ist für variable Drehzahlen geeignet.

5.8.3 Luft-Luft-Kühlung (IC 6 A1 A1)Bei der Luft-Luft-Kühlung durchströmt die Motorabluft eineHaube, welche als Schweißkonstruktion ausgeführt ist. Indieser Haube befinden sich Aluminiumrohre, die an ihren En-den in die Stirnseiten der Haube eingewalzt sind. Dieser Auf-bau bildet den Luft-Luft-Wärmetauscher. Die Motorabluft um-strömt die Aluminiumrohre und wird dabei durch den sekun-dären Luftstrom innerhalb der Rohre rückgekühlt. Der sekun-däre Luftstrom wird dabei durch einen N-seitig auf der Mo-torwelle angeordneten Lüfter gefördert.Der Sekundärlüfter ist von einer Haube mit Ansaugöffnungabgedeckt. Der innere Kühlkreislauf ist entsprechend demMotorschutzgrad durch Dichtungsmaßnahmen von der Um-gebung abgegrenzt. Bei der Luft-Luft-Kühlung können der in-nere Kühlkreislauf und der sekundäre Luftstrom durch sepa-rate Belüftungsaggregate angetrieben werden. Dadurch ent-spricht der Motor der Kühlart IC 6 A6 A6 und ist für variableDrehzahlen geeignet.

5.8.4 Durchzugsbelüftung ( IC 0 A1)Bei der Durchzugsbelüftung wird die Kühlluft über eine Hau-be angesaugt. Die Motorabluft wird auf der D-Seite, von derKühlluft abgeschottet, aus der gleichen Haube ausgeblasen.Die Haube ist als Schweißkonstruktion ausgeführt. Sie dientdazu, die Luftstöme zwischen Warm- und Kaltluft zu trennen.Durchzugsbelüftung ist in den Fällen einsetzbar, wo die Um-gebungsluft zur Maschinenkühlung geeignet ist. Durch denEinsatz eines separaten Belüftungsaggregates für den Kühl-luftstrom entspricht der Motor der Kühlart IC 0 A6 und ist da-mit für variable Drehzahlen geeignet.

Luftführung Luft-Wasser-Kühlung (IC 8 A1 W7)radialbelüfteter Motor

Luft-

austritt

Luft-

eintritt

Luftführung Luft-Luft-Kühlung (IC 6 A1 A1)

Luft-

austritt

Luft-

eintritt

Luftführung Durchzugsbelüftung (IC 0 A1)

24

Für die Aufstellung von Motoren in explosionsgefährdeten

Bereichen, in denen explosive Atmosphäre in gefahrdrohen-

der Menge auftreten kann, gelten besondere Bestimmungen

und Verordnungen. Dabei werden die Bereiche in Zonen

(EN 60079-10; DIN VDE 0165 Teil 101) und die Betriebsmittel,

d. h. auch die elektrischen Maschinen, in Gerätekategorien

bzw. Zündschutzarten (EN- und IEC-Normen, ATEX-Richt-

linien) eingeteilt. Dabei ist von allen europäischen Herstellern

zu beachten, dass die ATEX-Richtlinien ab dem 01.07.2003

rechtsverbindlich sind.

Abhängig von den Bedingungen am Einsatzort werden vom

Sachsenwerk Motoren mit den Zündschutzarten:

• erhöhte Sicherheit „e“

(nach DIN EN 50014 / DIN EN 50019 und IEC 60079-7)

• Überdruckkapselung „p“

(nach DIN EN 50014 / DIN EN 50016)

• funkenfrei im Normalbetrieb „n“

(nach DIN EN 50014 / DIN EN 50021) geliefert.

Die grundlegenden Sicherheitsanforderungen für explosions-

geschützte Motoren in Zündschutzart „e“ nach IEC 60079-7

sind gegenüber der bisherigen Ausführung nach DIN EN

50019 dadurch wesentlich angehoben, dass im Stadium der

Vertragsvorbereitung eine Risikobewertung auf mögliche

Zündgefahren durchzuführen und ggf. Maßnahmen zur Risi-

kominimierung festzulegen sind.

Weiterhin ist für Hochspannungsmaschinen mit Bemessungs-

spannungen UN 6 kV ein Systemtest für das vollständige Iso-

liersystem unter zündfähiger Atmosphäre erforderlich. Für ein

Sachsenwerk-Isoliersystem VEMoDUR-VPI-155 liegt das ent-

sprechende Zertifikat der PTB-Braunschweig als anerkannte

Prüfstelle vor.

6. Explosionsgeschützte Motoren

Funktionsmodell für Isolationssystemtest Exe Asynchronmotor mit Käfigläufer, Verdichterantrieb 2.852 kW

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Bemessungs- Bemessungsstoß- Netzfrequente spannung UN in kV spannung Prüfspannung

(Scheitelwert) in kV (Effektivwert) in kVWelle 1,2/50 (2UN + 1 kV)(4UN + 5 kV)

6 29 136,6 31 14,2

10 45 2111 49 23

13,8 60 28,615 65 31

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7. Universelles VEMoDUR-Isoliersystem

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Die Betriebszuverlässigkeit elektrischer Maschinen wird ent-scheidend von der Qualität ihrer Wicklungsisolierung bestimmt.Kennzeichnend für die Isoliertechnik im Sachsenwerk warenund sind zu jeder Zeit technische Lösungen, die in ihren Qua-litätsparametern dem internationalen Standard entsprechenund damit den Betreibern Erzeugnisse mit hoher Zuverlässig-keit und langer Lebensdauer sichern.

Für Hochspannungsmaschinen wird die VPI-Technik (Vacu-um-Pressure-Impregnation) angewandt. Das dazugehörigeIsoliersystem VEMoDUR-VPI-155 wurde im Sachsenwerkentwickelt und als Warenzeichen eingetragen. Die Bezeich-nung „VEM“ steht für „Vereinigter Elektromaschinenbau“ und„DUR“ für das duroplastische Verhalten der eingesetzten Iso-lierungen mit synthetischen Bindemitteln.

In diesem System sind für die Ständerwicklungen nachfol-gend aufgeführte Hauptkomponenten enthalten:

Windungsisolierung FolienglimmerbänderHauptisolierung Glimmer-Glasseidenbänder(Nut- und Wickelkopf) (beschleunigerhaltig, bindemittelarm)Tränkmittel Epoxidharz

Die Komponenten sind optimal aufeinander abgestimmt.Durch langjährige Betriebserfahrung und funktionelle Bewer-tung nach IEC 60034-18-31 wurde die Wärmeklasse F bestätigt.

Das Isoliersystem zeichnet sich durch eine hohe Klimabe-ständigkeit aus, d. h. die Wicklung ist unempfindlich gegenfeuchte und aggressive Atmosphäre.

Dieses vorgestellte Isoliersystem ist als Standardausführunganzusehen.

Auf Kundenwunsch ist das Sachsenwerk auch in der Lage,Spezialausführungen mit erhöhter Bemessungsstoßspannungzu liefern.

Beispiel: UN = 11 kV

Hauptisolierung: 80 kVWindungsisolierung: 60 kV

Im Rahmen der internen Qualitätsprüfung nach DIN VDE er-folgen elektrische Zwischen- und Endprüfungen in der Isola-tionsfestigkeit und auf Kundenwunsch auch Stoßspannungs-und Teilentladungsprüfungen. Damit wird eine marktgerechteund wettbewerbsfähige Qualität gewährleistet.

Das VEMoDUR-Isoliersystem ist auch für Maschinen mitZündschutzart „erhöhter Sicherheit“ EExe nach DIN EN 50019 sowie Exe nach IEC 60079-7 geeignet.

Um die Qualität des Isoliersystemes zu gewährleisten, wer-den alle Komponenten gemäß DIN ISO 9001 einer Warenein-gangskontrolle unterzogen.

Während des Tränkprozesses unterliegt die Isolierung einemständigen Kontrollsystem, wobei Kennwerte wie:• Viskosität des Harzes• Tränk- und Härtetemperatur• Druckhaltezeiten• Unter- und Überdruck• Durckimprägnierung überprüft und dokumentiert werden.

Die Aushärtung der Isolierung erfolgt rotierend.

Die Vakuum-Druck-Imprägnierung garantiert eine hohe me-chanische Festigkeit (Wickelkopfsteifigkeit) und hervorragen-de elektrische Festigkeit. Dies trifft insbesondere für dieWeitüberschlagsspannungen zu. Es werden Bemessungs-stoßspannungen nach DIN EN 60034-15 (VDE 0530 Teil 15) für alle Maschinen mit großer Sicherheit garantiert (siehe Tabellenauszug).

Isolationspegel rotierender elektrischer Maschinen mit Ständerformspulen-Wicklungen nach DIN EN 60034-15 (VDE 0530 Teil 15) (Auszug).

TypprüfungenAuf Wunsch des Bestellers werden weitere Prüfungen imUmfang der Typprüfung mit Berechnung der Mehrkostenauf-wendungen durchgeführt. Dabei werden zusätzlich zur Stück-prüfung vorgenommen:

• Schleuderprüfung• Geräuschmessung im Leerlauf• Hochlauf zur Momentenbestimmung• Restspannungsverlauf bei Abschaltung der leerlaufenden

Maschine• Massenträgheitsmoment aus dem Auslaufversuch• Erwärmungsprüfung mit Bemessungsdaten oder

Ersatzprüfungen• Erwärmungszeitkonstanten• Betriebskennlinien η = f(Pel), cosϕ = f(Pel), Pmech = f(Pel)

s = f(Pel), I = f(Pel)• Messung der Kühlmittelmenge• Kippmomentbestimmung

Ein effektives Qualitätssicherungs- und -managementsystemgewährleistet die optimale Güte und Qualität der Motoren.Jeder Motor unterliegt einer internen Stückprüfung. Die Er-gebnisse der Prüfungen werden in einem Prüfprotokoll doku-mentiert. Dieses ist Bestandteil der Lieferdokumentation.

Stückprüfungen• Sichtprüfung (Kennzeichnung, Vollständigkeit, Bürsten-

sorte und Bürstenmaße bei Schleifringläufermaschinen)• Isolationswiderstände der Wicklungen, Temperaturfühler,

Stillstandsheizungen, Lager (Prüfung erfolgt während derMontage)

• Gleichstromwiderstände der Wicklungen, Temperatur-fühler, Stillstandsheizungen

• Übersetzung bei Schleifringläufermaschinen• Einstellen der magnetischen Mitte bei Gleitlagern• Kontrolle der Drehrichtung• Leerlaufkennlinie zur Bestimmung der Eisen- und Rei-

bungsverluste, falls erforderlich rechnerische Kontrolle des Wirkungsgrades

• Schwingstärkemessung• Bestimmung des SPM-Pegels bei entsprechender Aus-

stattung• Kurzschlusskennlinien mit blockiertem Läufer zur Kontrolle

des Anlaufstromes• Wicklungsprüfung (Hochspannungstest)• Funktionsfähigkeit des Zubehörs

8. Prüfungen

Falls nicht anders vereinbart, beinhaltet die Dokumentation”Bedien- und Wartungshandbuch” nachfolgend aufgeführteDokumente:

• Sicherheitshinweise• EG-Herstellererklärung• Beschreibung / Technische Daten• Maßbild Motor• Maßbild Kabelanschluss• Anschlusspläne für Temperaturüberwachung, Stillstands-

heizung• Einbau / Montage• Inbetriebnahme• Bedienung• Instandhaltung• Wartung• Ersatzteilliste• Prüfzertifikat / Logbuch• Zusatz-Betriebsanleitungen (Optionen, Fremdlieferanten).

Ein zusätzlicher Umfang der Dokumentation muss vertraglichvereinbart werden.

Die Dokumentation wird 2-fach mit der Auslieferung des Er-zeugnisses bereitgestellt.Sie ist in den Sprachen Deutsch, Englisch, Französisch, Russisch und Spanisch lieferbar. Für zusätzliche Exemplare, einen erweiterten Dokumenta-tionsumfang und Übersetzungen in andere Sprachen werdendurch VEM Mehrkosten berechnet.

9. Dokumentation

28 29

Die Art der Verpackung wird bei Vertragsabschluss entspre-chend den Transport- und Lagerbedingungen, welche bei einer Bestellung genannt werden, sowie unter Berücksichti-gung der konstruktiven Ausführung der Maschinen festgelegt.Das Sachsenwerk ist in der Lage, alle Spezialverpackungenzu offerieren sowie den Versand und die Montage von Moto-ren auch für die entferntesten Regionen zu gewährleisten.

Der Versand der Maschine erfolgt in Abhängigkeit von derBaugröße und entsprechend den vertraglichen Vereinbarungenentweder komplett montiert oder im demontierten Zustand.

VEM empfiehlt, die erforderliche Montage- und Inbetriebnah-meleistung durch unser Fachpersonal vornehmen zu lassen.

Möchte der Kunde die Montage und Inbetriebnahme selbstdurchführen oder durch Dritte vornehmen lassen, ist die kor-rekte Ausführung dieser Leistungen im Abschnitt 9 (Prüf-scheine, Logbuch) des VEM-Bedien- und Wartungshandbu-ches oder in anderer Form nachzuweisen. Eine Haftung undGewährleistung durch VEM sind ausgeschlossen, wenn dieserNachweis nicht erbracht werden kann.

Das VEM-Bedien- und Wartungshandbuch wird mit der Ma-schine ausgeliefert.

Bei entsprechender vertraglicher Vereinbarung wird die Doku-mentation auch separat an den Käufer bzw. Betreiber versen-det.

Soweit nicht ausdrücklich anders angefragt und angeboten,wird/werden die Maschine/n wie folgt ausgeführt:

• Die Fertigung erfolgt mit dem Isoliersystem VEMoDUR.• Der Anstrichbau erfolgt nach Sachsenwerk-Norm

SW-N 170-004, die auf der DIN EN ISO 12944/31-8 DIN 55928 Teil 8+9 und mit geltenden Normen basieren.

• Die Drehrichtung der Maschine ist rechts, gesehen auf das Antriebsende (DE). Der Klemmkasten ist rechts angeordnet.

• Der Kühler befindet sich auf der Maschine und der Wasseranschluss ist, gesehen auf das Antriebsende (DE), links angeordnet.

• Wasserkühler bis zum Anschlussflansch ohne wasser-seitige Überwachung.

• Ohne Kabelstopfbuchse• PT 100 für Wicklung und Lager in 2-Leiterschaltung

ohne Auslösegerät, ab Klemmenkasten Anschluss in 2-, 3- und 4-Leiterausführung.

• Mechanische Schwingungen entsprechen den in derEN 60034-14 angegebenen Grenzwerten und werden imPrüffeld der VEM Sachsenwerk GmbH nachgewiesen.

• Die Schwingungsüberwachung erfolgt ohne Auswertegerät.• VEM setzt den Einsatz einer isolierten Kupplung voraus.

10. Versand, Verpackung und Montage 11. Allgemeine Hinweise

30 31

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Drehstrom-Hochspannungs-Asynchronmotor mit Schleifringläufer, Luft-Luft-gekühlt, Gussgehäuse

1 Gehäuse2 Lagerschild3 Kühler4 Außenlüftergehäuse5 Läufer mit Wicklung6 Lagergehäuse mit äußerem Lagerdeckel

und Fettschieber7 Wälzlager8 innerer Lagerdeckel9 Innenlüfter10 Lüfternabe11 Wuchtring12 Schleifringkörper13 Ständerblechpaket mit Wicklung14 Luftleitschild15 Dichtring16 Deckel17 Außenlüfter18 Lüfternabe für Außenlüfter19 Luftleitschild20 Ansauggitter21 Kabelanschlusskasten (Ständer)22 Kabelanschlusskasten (Läufer)23 Stillstandsheizung

11. Explosionsdarstellungen

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Drehstrom-Hochspannungs-Asynchronmotor mit Käfigläufer, Luft-Wasser-gekühlt, geschweißtes Gehäuse

1 Gehäuse2 Lagerschild3 Kühler4 Läufer mit Wicklung5 Ständerblechpaket mit Wicklung6 Luftleitschild7 Lagergehäuse mit Fettschieber8 innerer Lagerdeckel9 äußerer Lagerdeckel10 Wälzlager11 Lagerbuchse12 Lüfter13 Deckel14 Kabelanschlusskasten15 Stillstandsheizung

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