Altra Industrial Motion. Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Zugeschnitten auf Ihre Applikation

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1 Altra Industrial Motion Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Zugeschnitten auf Ihre Applikation

2 Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Getriebemotoren von Bauer sind vielseitig einsetzbar Rechen Sandbehandlung Belebungsbecken Kegelrad- und Flach-Getriebemotoren mit Hohlwelle und Motorleistungen von,75 kw 11 kw. Spezieller Korrosionsschutz nach Klasse Coro 2. Atex Flach-Getriebemotoren mit Hohlwelle und Motorleistungen von,55 kw bis 1,5 kw. Spezieller Korrosionsschutz nach Klasse Coro 2. Atex Vorklärbecken / Nachklärbecken Flach-Getriebemotoren mit Hohlwelle und Motorleistungen von,12 kw bis 2,2 kw. Spezieller Korrosionsschutz nach Klassen Coro 2 und 3. Zum Dauerbetrieb geeignet. Stirnrad-Getriebemotor mit Motorleistungen von 1,5 kw bis 45 kw. Spezieller Korrosionsschutz nach Klasse Coro 4. Zum Dauer- und Unterwasserbetrieb (IP 68) geeignet Faulbehälter/Rührwerke Schematische Darstellung einer Kläranlage Kegelrad- und Flach-Getriebemotoren mit Rührwerkslaterne und Motorleistungen von,55 kw bis ca. 3 kw. Spezieller Korrosionsschutz nach Klasse Coro 2. Sonderflanch Radial-/Axial- Belastung verfügbar. 7 Gebläsestation»» Drehkolbengebläse/Luftverdichter angetrieben über Normmotoren mit großer Leistungsbandbreite. 12 Gasspeicher 9 Pumpen / Wasserförderschnecken 1 Nacheindicker Flach-Getriebemotoren mit Hohloder Vollwelle und Motorleistungen von 2,2 kw bis 45 kw. Zum Dauerbetrieb geeignet. Sonderflansche verfügbar. Flach-Getriebemotoren mit Motorleistungen von,55 kw bis 1,5 kw. Spezieller Korrosionsschutz nach Klasse Coro 2. Für Umrichterbetrieb geeignet Gasmotoren im Blockheizkraftwerk Rücklaufschlammpumpwerk Klärschlammlager Schlammentwässerung / Eindickung Kegelrad- und Flach-Getriebemotoren mit Motorleistungen von,55 kw bis 2,2 kw. Spezieller Korrosionsschutz nach Klasse Coro 2. Geeignet zum Einsatz bei hoher Umgebungstemperatur bis zu 8 C. P-7184-BGM-DE-A4 3/16

3 Ihr Nutzen ist unsere Anwendungserfahrung Rechen Durch den direkten Anbau des Getriebemotors an die Maschine kann Platz eingespart werden. Der Getriebemotor übernimmt die kundenseitige Lagerung der Maschinenwelle, wodurch das Kundenlager entfallen kann. Mit einem Industriegetriebemotor kann auf eine Tandemlösungen bei großen Rechen mit hohen Lasten verzichtet und dadurch eine Kosteneinsparung erzielt werden. Durch den Einsatz von Bauer Premiumeffizienz-Motoren in PMSM*-Technik können auch im typischen Aussetzbetrieb des Rechens Energieeinsparungen von bis zu 3 % erzielt werden. Auch PMSM-Motoren (Wirkungsgrad IE3 und IE4) sind für die Atex Schutz Zone 1 mit Frequenzumrichterbetrieb erhältlich. Waschpresse Durch die kundenseitige Lagerung der Maschinenwelle im Getriebemotor kann dieser die im Wasch- und Pressprozess auftretenden hohen Radial-/Axialkräfte aufnehmen. Somit entfällt eine zusätzliche Lagerung seitens des Kunden. Ein spezielles Abdichtungskonzept verhindert im Waschprozess das Eindringen von Fremdkörpern in das Getriebe, wodurch sich die Wartungsintervalle verringern, die Lebensdauer erhöht und Prozessicherheit gewährleistet wird. Auch PMSM-Motoren (Wirkungsgrad IE3 und IE4) sind für die Atex Schutz Zone 1 mit Frequenzumrichterbetrieb erhältlich. Sandbehandlung Bauer-Getriebemotoren mit verstärkter Lagerung erhöhen die Lebensdauer des Sandwaschrührwerkes. Ab Baugröße 6 können die Antriebe mit Rührwerkslaternen ausgestattet werden, um sehr hohe Radial-/Axiallasten aufnehmen zu können. Mit der PMSM-Technik können hohe Startmomente und hohe Wirkungsgrade im gesamten Anwendungsbereich erreicht und somit die Betriebskosten bis zu 3 % verringert werden. Klärbecken Maximaler Korrosionsschutz und UV-Stabilität für den ständigen Betrieb im Außenbereich (auch in Küstennähe) werden durch eine spezielle Lackierung erreicht. Bauer-Getriebemotoren mit standardmäßiger Schutzart IP65 oder IP66/67 garantieren höchste Zuverlässigkeit auch bei extremen Umwelteinflüssen. Bauer-Getriebemotoren sind für einen kontinuierlichen Dauerbetrieb ausgelegt und zeichnen sich durch lange Wartungsintervalle (bis zu 25 Stunden) aus, was sich in reduzierten Instandhaltungskosten niederschlägt. * PMSM = Permanent Magnet Synchron Motor P-7184-BGM-DE-A4 3/16 Bauer Gear Motor

4 Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Ihr Nutzen ist unsere Anwendungserfahrung Pumpen / Wasserförderschnecken Pumpen/Wasserförderschnecken laufen überwiegend kontinuierlich im Teillastbetrieb, so dass durch den Einsatz von Bauer Premiumeffizienz-Motoren in PMSM-Technik enorme Energieeinsparungen von bis zu 4 % und kurze Amortisationszeiten erzielt werden können. Ausgelegt für den kontinuierlicher Betrieb sind Bauer-Getriebemotoren ein Garant für hohe Zuverlässigkeit, die mit langen Wartungsintervallen Betriebs- und Instandhaltungskosten reduzieren. Mit Bauer-Premiumeffizienz-Getriebemotoren ergeben sich für mit Frequenzumrichter geregelte Getriebemotoren in IE3 und IE4 wesentlich geringere Investitionskosten im Atex Bereich Zone 1 im Vergleich zu druckfest gekapselten Motoren. Faulbehälter / Rührwerke Bauer-Getriebemotoren sind für einen kontinuierlichen Dauerbetrieb ausgelegt und zeichnen sich durch lange Wartungsintervalle (bis zu 25 Stunden) aus, was sich in reduzierten Instandhaltungskosten niederschlägt. Bauer Gear Motor bietet auch Planetengetriebemotoren für sehr hohe Drehmomente und große Lasten an. Ab Baugröße 6 können die Antriebe mit Rührwerkslaternen ausgestattet werden, um sehr hohe Radial-/Axiallasten aufnehmen zu können. Mit der PMSM-Technik können hohe Startmomente und hohe Wirkungsgrade im gesamten Anwendungsbereich erreicht und somit die Betriebskosten verringert werden. Schlammentwässerung / Eindickung Unterschiedliche Drehzahlen und Lastbereiche können dank der PMSM-Technik kontinuierlich mit maximalem Drehmoment und höchstem Wirkungsgrad synchron gefahren werden, was eine Variantenreduzierung ermöglicht. Sehr hohe Startmomente der PMSM-Motoren sind ohne eine Motorüberdimensionierung möglich, wodurch sich eine Gewichtsreduzierung und Senkung der Anschlußleistung ergibt. Getriebemotoren für die Schneckenpressen können mit Axiallagern ausgestattet werden, so dass auf eine kundenseitige Lagerung verzichtet werden kann. Solartrocknung Bauer-Getriebemotoren sind auch für die Atex Zone 1 einsetzbar und sind für hohe Umgebungstemperaturen bis 6 C zulässig. Bauer-PMSM-Motoren sparen aufgrund der hohen Wirkungsgrade IE3 / IE4 Energie im gesamten Arbeitsbereich ein. Bauer PMSM-Motoren in Verbindung mit einem intelligenten Frequenzumrichter ermöglichen ein geberloses Positioniersystem. Durch den Entfall von Gebern/Initiatoren ergeben sich geringere Investitionskosten, Anlagenfehler und EMV-Störungen werden minimiert. P-7184-BGM-DE-A4 3/16

5 Kundenspezifische Lösungen - zugeschnitten auf Ihre Anwendung Rührwerke/Mischer Unterwasserbelüfter IP68 Rechengutwaschpresse Funktion: Um das Wachstum des Mikroorganismus zu beschleunigen, der die suspendierten Feststoffe zerlegt, es ist notwendig, dass mehr Luft in die Flüssigkeit gelangt, um den Reinigungsprozess des Wassers zu optimieren und zu beschleunigen. Anforderung an den Antrieb: Für Dauerbetrieb geeignet Für Unterwasserbetrieb ausgelegt Vollständig geschlossenes Getriebe Schutz durch spezielle Dichtung und Beschichtung Lösung: Stirnradgetriebemotor, z. Bsp. BG6 in IP68 Vorteile: Spezieller Aufbau, damit die Lagerabstände größer werden (bei langen Rührwerken entstehen hohe Biegemomente, die somit abgestützt werden) Gesamter Getriebemotor in IP65 als Standard und als Option extrem hoher Korrosionsschutz vorhanden Antriebe auch für diverse Atex-/ und Nema-Explosionszonen lieferbar Funktion: Durch ständiges Mischen/Verwirbeln des Mediums wird Sauerstoff für die Bakterienbildung hinzugefügt. Anforderung an den Antrieb: Dauerbetrieb Hohe Energieeinsparung hohe Zuverlässigkeit einfache Wartung Lösung: Stirnradgetriebemotor z. Bsp. BG7 mit speziellem Abdichtflansch/Sensor Vorteile: Vollständig geschlossenes abgedichtetes Getriebe Spezielles Abdichtkonzept mit Gleitringdichtung Leckageüberwachung Spezielle Einkabellösung (Versorgung/Überwachung und Sensoren in einem Kabel) Optischer Leckagesensor Versorgungskabeltausch einfach gestaltet Funktion: Das gesammelte Rechengut wird mit Frischwasser-Hochdruckdüsen gewaschen und anschließend durch eine Schnecke entwässert und gepresst. Anforderung an den Antrieb: Hohe Radial-/ Axiallasten ohne kundenseitige Lagerung möglich Spezielles Abdichtkonzept im Flansch, gegen hohe Pressdrücke des Rechenguts Atex Zone 1 Lösung: Kegelradgetriebe z. Bsp. BK6 mit Sonderflansch Vorteile: Gesamte Lagerung wurde in den Motor gelegt (Axial + Radial Kräfte) Spezielle Abdichtung wurde in den Flansch gelegt und ist damit kostengünstiger für die Kunden Spezielle Abdichtung (hoher Druck und Schmutzanteil) Durch die kundenspezifische Konstruktion des Getriebeflansches konnten die Kosten reduziert werden, da keine zusätzliche Abdichtung/Lagerung durch den Kunden notwendig ist P-7184-BGM-DE-A4 3/16 Bauer Gear Motor

6 Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Das Bauer Getriebemotoren-Programm Stirnrad-Getriebemotor Reihe BG Flach-Getriebemotor Reihe BF Kegelrad-Getriebemotor Reihe BK Kompakte und wirtschaftliche Stirnrad- Getriebemotoren für lange Lebensdauer und kraftvollen Einsatz unter schwierigsten Bedingungen. Flache Aufsteckgetriebe mit integrierter Drehmomentstütze können einfach an- und eingebaut werden. Kegelrad-Getriebemotoren sichern einen hohen Gesamtwirkungsgrad der Antriebslösung, besonders in Kombination mit Frequenzumrichtern. Leistungsbereich von,3 kw bis 75 kw 13 Getriebegrößen für den Drehmomentbereich 2 Nm bis 185 Nm Neue Anbaumöglichkeiten durch geringe Bauhöhe Hoher Wirkungsgrad durch zwei-stufige Grundkonstruktion Hohe Schutzart IP 65 serienmäßig Leistungsbereich von,3 kw bis 75 kw 1 Getriebegrößen für den Drehmomentbereich 9 Nm bis 185 Nm Getriebegehäuse mit integrierter Drehmomentstütze Hoher Wirkungsgrad durch zwei-stufige Grundkonstruktion Hohe Schutzart IP 65 serienmäßig Leistungsbereich von,3 kw bis 75 kw 1 Getriebegrößen für den Drehmomentbereich 8 Nm bis 185 Nm Winkelgetriebe mit universellen, platzsparenden Anbaumöglichkeiten Hoher Wirkungsgrad durch zwei-stufige Grundkonstruktion Hohe Schutzart IP 65 serienmäßig Schnecken-Getriebemotor Reihe BS Dezentrale Umrichter- Getriebemotoren-Reihe Reihe S in IE4 für den EX-Bereich Raumsparende Winkelgetriebe besonders für kleine Drehmomente und hohe Übersetzungen. Dezentrale Umrichterlösungen sind eine integrale Kombination von Getriebemotor und Frequenzumrichter und bieten daher äußerst kompakte dezentrale Antriebslösungen. Permanentmagneterregte Synchronmotoren (PMSM) der Reihe S als drehzahlregelbare Getriebemotoren für den Ex-Bereich in Wirkungsgradklasse IE4. Leistungsbereich von,3 kw bis 5,5 kw 8 Getriebegrößen für den Drehmomentbereich 25 Nm bis 1 Nm Hohlwellen-Ausführung schon ab 25 Nm Hochbelastbare Schneckenverzahnung für lange Lebensdauer Hohe Schutzart IP 65 serienmäßig Raum- und kostensparendes Konzept Keine abgeschirmte Motorleitung notwendig Mechatronische Adaption zwischen Frequenzumrichter und Motor Leistungsbereich,12 kw bis 7,5 kw Spannungsversorgung 3 x 38 V - 48 V Gemäß aller EMV-Normen Standardmäßig RS485-Schnittstelle, optional Profibus-Schnittstelle, usw. Zugelassen für Zone 2 und 22 UL zugelassen Bemessungsmomente M N : 5 Nm 48 Nm Nennleistungen P N :,75 kw 15 kw Zündschutzart Erhöhte Sicherheit Zone 1 II 2 G Ex e IIC T1 - T3 Gb Staubexplosionsschutz Zone 21 II 2 D Ex tb IIIC T 16 C Db P-7184-BGM-DE-A4 3/16

7 Höchste Qualität für eine lange Lebensdauer Hauptmerkmale Spezielle Lackierungen schützen gegen aggressive Laken, Laugen und Salze sowie aggressive Umgangsbedingungen Hohe Standard Schutzart IP 65 Wahlweise stehen folgende Schutzoptionen zur Verfügung: - IP 66, IP 67, IP 68 - Schutzdächer für Lüfterhauben - vergossener Klemmenkasten - Kabelausführung - Lüfterlose Motoren - Edelstahltypenschild - Verzinkte Lüfterhauben - Sonderabdichtungen - Bremse IP 66 Doppelhaube verzinkt (Bremse unter der Haube) ausgegossener Klemmenkasten erhöhter Korrosionsschutz durch Speziallackierung doppelte Wellendichtung Standardmäßige Käfigzugfederklemmen bieten folgende Vorteile: Schneller und sicherer Anschluss der Litzen Große Zeiteinsparung, übersichtlicher geordneter Anschlussraum, deutliche Klemmbezeichnung Absolute Vibrations- und Rüttelsicherheit Kein Risiko von schlecht angeklemmten Leitern oder überdrehten Schraubklemmen Ex-Schutz geeignet Optional bieten wir auch mit Klemmbrett an Edelstahl, beschichtete Welle oder Hohlwelle Flexibler Motoranbau Getriebemotor als Integralversion Getriebemotor mit C/IEC-Flansch Getriebemotor mit C/Nema-Flansch Bauer Standard Bauer Getriebe mit C/IEC-Flansch Bauer Getriebe mit C/Nema Flansch Günstigste Lösung, da der Motor in das Getriebe integriert ist Kurze Bauform Geringes Gewicht Atex IP68 möglich Bauer IEC-Motoren anbaubar Einfacher Trockentausch des Motors Atex Beliebige Motoren anbaubar Nema-Standard Nema Ex-Schutz (Class I; Division I) USA Motoren anbaubar (z.b. WEG, Baldor) UL/CSA konform Rücklaufsperre verfügbar P-7184-BGM-DE-A4 3/16 Bauer Gear Motor

8 Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Industriegetriebe für hohe Drehmomente Planetengetriebe bis ca. 1 Mio. Nm sind möglich, wenn hohe Drehmomente bei geringer Drehzahl und geringem Gewicht gefordert werden. Häufig werden sie in Schlammpressen verwendet. Industrie-Kegel-Stirnradgetriebe bis ca. 44. Nm werden überall dort eingesetzt, wo große Drehmomente benötigt werden. Sie finden ihren Einsatz beispielsweise im Großrechen, im Rührwerk und bei den Wasserförderschnecken. Bestens geschützt in aggressiven Umgebungen Schutzart IP68 mit vielen Optionen Alle Getriebemotoren auch für IP68 erhältlich Kontinuierlicher Betrieb mit voller Leistung sowohl über als auch unter Wasser möglich Maximale Sicherheit gegen Leckage Diverse Sonderabdichtungen der Arbeitswelle vorhanden Sensor zur Leckagedetektion erhältlich Spezielle Lackierung für den permanenten Unterwasserbetrieb (zugelassen für Gewässer) Hoher Wirkungsgrad Atex Zone 1 vorhanden Fest vergossenes Kabel, um eine maximale Dichtigkeit zu gewährleisten Abdichtungsarten Lackaufbau eines Antriebs mit Oberflächenschutz CVS4 CVS4 gewährleistet maximalen Korrosionsschutz für Motoren, die extrem starken Umwelteinflüssen ausgesetzt sind und in aggressiven Umgebungen oder in Küstennähe zum Einsatz kommen. 2-Komponenten Decklack (3-2 µm) 2-Komponenten EP-Grundierung (ca 5-1 µm) 2-Komponenten Grundier-Füller (3-8 µm) Eine spezielle Oberflächenbeschichtung der Hohlwellen verhindert Passungsrost und Korrosion. Abhängig von der Applikation wird die richtige Abdichtungstechnik gewählt, um den höchsten Schutz gegen Leckage zu gewähren. Einfache Dichtung Doppelte Dichtung Doppelte Dichtung IP68 Kassettendichtung P-7184-BGM-DE-A4 3/16

9 Motor-Technologien IE1 IE2 IE3 IE4 IE- Klasse IE1 Asynchron IE2 Asynchron IE3 Asynchron und PMSM IE4 kw PMSM = in Planung,12,18,25,37,55,75 Vorteile der Permanentmagnet-Technologie 1,1 1,5 2, ,5 7,5 9, , Referenzverluste 1 % Aluminium keine Spannungsinduktion im Läufer Permanentmagnet Keine Wärmeverluste im Rotor Rotorverluste um 1 % reduziert Gesamtverluste etwa um 25 % reduziert Gesamtwirkungsgrad 1 % erhöht Teillastwirkungsgrad > 3 % erhöht höhere elektrische Leitfähigkeit von Kupfer Kupfer Läuferwiderstand um 4 % reduziert Wärmeverluste im Rotor um 4 % reduziert Gesamtverluste etwa % reduziert Gesamtwirkungsgrad etwa 1 2 % erhöht P-7184-BGM-DE-A4 3/16 Bauer Gear Motor

10 Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Motorenwirkungsgrade in der Realität Die Getriebemotoren werden bei den meisten Anwendungen nicht im Arbeitsnennpunkt betrieben. Häufig werden Motorauslastungen zwischen 3-7 % des Nennlastbetriebs bei unterschiedlichen Drehzahlen benötigt. Genau bei diesen Betriebsbedingungen gibt es große Abweichungen des Wirkungsgrades und somit bei der Energieeinsparung. Mit den Bauer Premiumeffizienz-Motoren können hohe Wirkungsgrade auch im Teillastbereich erreicht werden und somit wird für den Anwender eine Energieeinsparung von >3 % möglich. Unten aufgezeigte Kennlinien zeigen den Unterschied innerhalb der gleichen Energieeffizienzklasse IE3 (Asynchron-/ und PMSM-Motor) sowie einen IE2- Asynchronmotor bei unterschiedlichen Betriebspunkten im Vergleich. Wirkungsgrad 1,9,8,7,6,5,4,3,2 ASM & PMSM 5,5 kw; IE2 - IE3; 25 Hz PMSM IE3 ASM IE3 ASM IE2 Beispiel: 5 % Drehzahl Last ca. 6 % Laufzeit 2.9 h/jahr Strompreis,15 Energiekosten ASM IE2 ~ 1.84 /Jahr ASM IE3 ~ /Jahr PMSM IE3 ~ /Jahr Einsparung in Euro ASM-Technik IE2 zu IE3 ca. 121 /Jahr,1,5,15,2,3,4,6,7,85 1 1,15 Motorlast PMSM-Technik IE2 zu IE3 ca. 245 /Jahr Wirkungsgrad,9,8,7,6,5,4,3,2 ASM & PMSM 5,5 kw; IE2 - IE3; 6 Hz PMSM IE3 ASM IE3 ASM IE2 Beispiel: 12 % Drehzahl Last ca. 4 % Laufzeit 2.9 h/jahr Strompreis,15 Energiekosten ASM IE2 ~ 2.75 /Jahr ASM IE3 ~ /Jahr PMSM IE3 ~ /Jahr Einsparung in Euro ASM-Technik IE2 zu IE3 ca. 519 /Jahr,1,5,15,2,3,4,6,7,85 1 1,15 Motorlast PMSM-Technik IE2 zu IE3 ca. 922 /Jahr P-7184-BGM-DE-A4 3/16

11 3D-Wirkungsgrad-Flächendiagramme Asynchron vs. PMSM Flächendiagramm Wirkungsgrad ASM-Motor IE3 95,% 9,% Der Asynchronmotor in IE3 mit 1,1 kw Leistung zeigt sehr deutlich, dass der maximale Wirkungsgrad in Höhe von ca. 85 % (grün) nur für einen sehr geringen Bereich zur Verfügung steht. Vor allem im Nennpunkt 1 % Last und Nenndrehzahl ca /min. Wirkungsgrad Motor 85,% 8,% 75,% 7,% 65,% 6,% 55,% 5,% 45,% 4,% 35,% 3,% 125% 1% 75% 5% Motorlast 35% 25% 2% 15% 12,5 Hz 1% 25 Hz 5 Hz 37,5 Hz Je geringer die Motorlast oder die Drehzahl des Motors ist, desto geringer wird der Motorwirkungsgrad. Anhand dieses Flächendiagrammes ist sehr schnell ersichtlich, dass der relativ hohe Wirkungsgrad im Nennpunkt bei einer falschen Auslegung des Motors (starker Teillastbetrieb, oder sehr geringe Drehzahl) eine deutliche Wirkungsgradminimierung mit sich bringt. Der Energievorteil eines IE3 Motors wird somit nicht ausgenutzt. 3,%-35,% 35,%-4,% 4,%-45,% 45,%-5,% 5,%-55,% 55,%-6,% 6,%-65,% 65,%-7,% 7,%-75,% 75,%-8,% 8,%-85,% 85,%-9,% 9,%-95,% Flächendiagramm Wirkungsgrad Bauer Premiumeffizienz-Motor IE3 Wirkungsgrad Motor 95,% 9,% 85,% 8,% 75,% 7,% 65,% 6,% 55,% Der Permanent Magnet Synchron Motor in IE3 mit 1,1 kw Leistung zeigt ein deutlich anderes Wirkungsflächendiagramm als der ASM IE3 oben. Der maximale Wirkungsgrad in Höhe von ca. 88,4 % ist auch im Nennpunkt, jedoch wird sehr deutlich, dass der grüne Bereich (85-9 %) sehr weitflächig verläuft. Dieses zeigt, dass der PMSM-Motor in weitem Teillastbetrieb sowie auch im großen Drehzahlbereich einen sehr hohen Wirkungsgrad liefert. Auch die Extrempunkte des Motors, z.b. minimale Last und minimale Drehzahl haben im Vergleich zum ASM einen deutlich besseren Wirkungsgrad. 5,% 45,% 4,% 35,% 3,% 125% 1% 75% 5% 35% Motorlast 25% 2% 15% 5 Hz 37,5 Hz 25 Hz 12,5 Hz 1% Die Farben sind in beiden Diagrammen mit dem gleichen Wirkungsgrad hinterlegt. Somit ist ein schneller und einfacher Vergleich möglich. Eindeutig kann man beim PMSM-Motor erkennen, dass bei fast jedem Betriebspunkt der Motor einen sehr hohen Wirkunsgrad hat und somit sehr energieeffizient ist. P-7184-BGM-DE-A4 3/16 Bauer Gear Motor

12 Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Wirkungsgradvergleich Pumpenanlage Viele Pumpen werden heutzutage drehzahlgesteuert betrieben, um den Volumenstrom einstellen zu können. Die Motorlast einer Pumpe ist quadratisch, und nimmt bei kleinerer Drehzahl erheblich ab, was eine Verschlechterung des Wirkungsgrades mit sich bringt. Anhand der Diagramme lässt sich erkennen, dass der ideale Wirkungsgrad des vorhandenen Asynchron Motors aufgrund des Teillastbetriebes (ca. 3 %) und Drehzahlbereiches (75 %) nicht erreicht wird. Wird hingegen die Pumpe mit einem PMSM-Motor ausgestattet, welcher einen erweiterten Wirkungsgradbereich auch im Teillastbetrieb vorweist, können Einsparungen von mehr als 25 Euro pro Pumpe/Jahr getätigt werden (abhängig von der Betriebszeit pro Jahr). seitherige Lösung 4 kw Motor 3 kw Motor heutige Lösung mit Bauer Getriebemotoren IEC Motor 132 IEC Motor 112 ohne IE-Klasse Asynchronmotor IE3 Bauer PMSM-Motor Die PMSM-Technologie bietet vor allem bei Applikationen einen großen Vorteil, welche im Teillastbetrieb bei unterschiedlichen Drehzahlen laufen und dadurch Energieeinsparungen erreicht werden. Somit amortisiert sich der geringe Mehrpreis einer neuen Technologie innerhalb von nur 2 Jahren. Dabei wird nicht nur der Wirkungsrad verbessert, sondern auch Baugröße und Gewicht aufgrund der höheren Leistungsdichte verringert. Durch den zwangsmäßigen Synchronlauf kann ein exakter Durchfluss z.b. bei Kolbenpumpen erreicht werden. Preis pro kwh =, Energiekosten pro Jahr (in ) Wirkungsgradvergleich Pumpe Fremdmotor Bauer PMSM Einsparung TCO Berechnung Pumpe Wirkungsgrad in [%] Gesamte Kosten in Euro Grundlage zur TCO Berechnung: Abgabeleistung ca. 1,3 kwh Laufzeit ca h/jahr Strompreis ca.,2 /kwh Amortisationszeit ca. 1,8 Jahre PMSM ASM alt Kosten ASM-Motor "Pumpe" Kosten PM-Motor IE3 "Pumpe" Laufzeit in Jahren P-7184-BGM-DE-A4 3/16

13 Wirkungsgradvergleich Scheibeneindicker PERMANENTMAGNETTECHNOLOGIE DREHZAHL [1/MIN] MOTOR AUFNAHME- STROM [A] MOTOR AUFNAHME - LEISTUNG [W] MOTOR ABGABE LEISTUNG P 2 [W] P V [W] WIRKUNGSGRAD [%] PMSM 9 14, W 79,3 % STEIGERUNG DER ASM ZU PMSM 1 % 1 % 5 % 5 % % % 26,1% 345 % 116 % Wirkungsgradvergleich Scheibeneindicker (ASM vs. PMSM IE4) ASYNCHRONTECHNOLOGIE 14, W 46,2 % DREHZAHL [1/MIN] MOTOR AUFNAHME- STROM [A] MOTOR AUFNAHME - LEISTUNG [W] MOTOR ABGABE LEISTUNG P 2 [W] P V [W] WIRKUNGSGRAD [%] ASM seitherige Lösung heutige Lösung mit Bauer Getriebemotoren,37 kw Motor,55 kw Motor IEC Motor 71 IEC Motor 8 ohne IE-Klasse IE4 Asynchronmotor Bauer PMSM-Motor Bei der Maschine Scheibeneindicker wurde ein Asynchronmotor mit einer Leistung von,37 kw durch einen PMSM-Motor in IE4 mit,55 kw ersetzt. Im Diagramm ist klar zu erkennen, dass die Leistungsaufnahme bei dieser Applikation sehr gering ist. So beträgt die tatsächliche Last des,37 kw ASM-Motors ca. 4 %, beim PMSM-Motor mit,55 kw sogar nur 25 %, der eigentlichen Motorleistung. Wirkungsgrad Motoren [%] Dieser Betrieb in der Teillast führt beim ASM Motor dazu, dass der Wirkungsgrad deutlich schlechter wird. Im Betrieb des Scheibeneindickers erreichte der ASM einen Wirkungsgrad von ca. 46 %. Der überdimensionierte PMSM-Motor hingegen, konnte mit seiner Technologie einen höheren/erweiterten Wirkungsgradbereich bieten, und erreichte beinahe einen Wirkungsgrad von 8 %. 2 1 Scheibeneindicker mit PMSM-Motor IE4 Scheibeneindicker mit ASM-Motor Zeit Aufgrund der langen Betriebszeit und des hohen Wirkungsgrades, amortisiert sich die neue Motorentechnolgie innerhalb von 2 Jahren und liefert danach für den Endkunden Energiekosteneinsparungen.,3 Leistungsaufnahme Scheibeneindicker (ASM vs. PMSM IE4) 4. TCO Berechnung Rechen (Scheibeneindicker), Grundlage zur TCO Berechnung: Laufzeit 7 Stunden pro Tag Strompreis ca.,2 /kwh Aufnahmeleistung Motor in kwh,2,15 Gesamte Kosten in Euro Amortisationszeit ca. 1,5 Jahre,1 1.,5 5, Scheibeneindicker mit PMSM-Motor IE4 Scheibeneindicker mit ASM-Motor Zeit Kosten ASM-Motor IE2 "RakeMax" Kosten PM-Motor IE3 "RakeMax" Laufzeit in Jahren P-7184-BGM-DE-A4 3/16 Bauer Gear Motor

14 Lösungen für die Wasser- und Abwasserindustrie Wirkungsgradvergleich Rechen "RakeMax" PERMANENTMAGNETTECHNOLOGIE DREHZAHL [1/MIN] MOTOR AUFNAHME- STROM [A] MOTOR AUFNAHME - LEISTUNG [W] MOTOR ABGABE LEISTUNG P 2 [W] P V [W] WIRKUNGSGRAD [%] PMSM Wirkungsgrad Motoren [%] ,7 135, W 87,1 % STEIGERUNG DER ASM ZU PMSM 1 % 1 % 5 % 5 % % % 14,8% 548 % 96 % Wirkungsgradvergleich RakeMax (ASM IE2 vs. PMSM IE3) RakeMax mit PMSM-Motor IE3 RakeMax mit ASM Motor IE2 Leistungsaufnahme RakeMax (ASM IE2 vs. PMSM IE3) ASYNCHRONTECHNOLOGIE 135, W 51, % DREHZAHL [1/MIN] MOTOR AUFNAHME- STROM [A] MOTOR AUFNAHME - LEISTUNG [W] MOTOR ABGABE LEISTUNG P 2 [W] P V [W] WIRKUNGSGRAD [%] ASM 1 Zyklus (Zeit) seitherige Lösung heutige Lösung mit Bauer Getriebemotoren 2,2 kw Motor 2,2 kw Motor IEC Motor 9 IEC Motor 9 IE2 IE3 Asynchronmotor Bauer PMSM-Motor Atex Zone 1 Atex Zone 1 Eine TCO Darstellung und Energieveranschaulichung wurde auch für einen Rechen durchgeführt, der ständig im Aussetzbetrieb läuft. Auch für Applikationen, die nicht im Dauerbetrieb laufen, bietet der PMSM-Motor Vorteile. Aufgrund dessen, dass dieser Rechen im Teillastbetrieb ca. 1 % läuft, sinkt der Wirkungsgrad des Motors bei dieser Applikation. Auch wenn es bei diesem Betrieb keine Energieregelung aufgrund des Aussetzbetriebes S6 6% gibt, kann mit einer anderen Motortechnologie Energie eingespart werden. Anhand des Zyklusdiagrammes ist ersichtlich, dass beim Start ein kurzzeitiges hohes Drehmoment benötigt wird und daher der Motor stärker dimensioniert sein muss. Im Rechenbetrieb fällt jedoch die Lastaufnahme auf ca. 1 % der Motorleistung herunter und wirkt sich negativ auf den Motorwirkungsgrad aus. Mit einem PMSM-Motor kann auch hier im Teillastbetrieb ein noch hoher Wirkungsgrad erreicht werden und somit Energiekosten für einen Rechen eingespart werden. Dadurch amortisiert sich auch der höher wertige PMSM- Motor im Aussetzbetrieb innerhalb von 2 Jahren bei dieser Anwendung. 8. TCO Berechnung Rechen (RakeMax) Aufnahmeleistung Motor in kwh,6,5,4,3 Gesamte Kosten in Euro Grundlage zur TCO Berechnung: Laufzeit 2 min. ; 3 min Pause (ca. 9,6h pro Tag; 365 Tage) Strompreis ca.,2 /kwh Amortisationszeit ca. 1,5 Jahre,2 2.,1 1., RakeMax mit PMSM-Motor IE3 RakeMax mit ASM Motor IE2 1 Zyklus (Zeit) Kosten ASM-Motor IE2 "RakeMax" Kosten PM-Motor IE3 "RakeMax" Laufzeit in Jahren P-7184-BGM-DE-A4 3/16

15 Wirkungsgradvergleich Schlammpresse Q62 PERMANENTMAGNETTECHNOLOGIE DREHZAHL [1/MIN] MOTOR AUFNAHME- STROM [A] MOTOR AUFNAHME - LEISTUNG [W] MOTOR ABGABE LEISTUNG P 2 [W] P V [W] WIRKUNGSGRAD [%] PMSM Wirkungsgrad Motoren [%] , W 83,7 % STEIGERUNG DER ASM ZU PMSM 1 % 1 % 5 % 5 % % % 19,4% 371% 72,2 % Wirkungsgradvergleich Q62 (ASM IE2 vs. PMSM IE3) Q62 mit PMSM-Motor IE3 Q62 mit ASM-Motor IE2 Drehzahl [UPM] Messwerte aus MCT1 ASYNCHRONTECHNOLOGIE 3 1, W 58, % Zeit in min DREHZAHL [1/MIN] MOTOR AUFNAHME- STROM [A] MOTOR AUFNAHME - LEISTUNG [W] MOTOR ABGABE LEISTUNG P 2 [W] P V [W] WIRKUNGSGRAD [%] ASM seitherige Lösung heutige Lösung mit Bauer Getriebemotoren 2,2 kw Motor 2,2 kw Motor IEC Motor 9 IEC Motor 9 IE2 IE3 Asynchronmotor Bauer PMSM-Motor In einer Kläranalage wurde eine Schlammpresse hinsichtlich des Energieverbrauches und Motorwirkungsgrades untersucht. Die Messungen wurden jeweils mit einem Asynchronmotor in IE2 und PMSM-Motor in IE3 durchgeführt und aufgezeichnet. Da die Drehzahl und das Drehmoment sehr stark abhängig vom vorhandenen Klärschlamm variieren, laufen diese Anlagen für eine sehr lange Zeit bei geringer Motordrehzahl und Last. Wie auf den Diagrammen ersichtlich ist, wird die Maschine in diesem Beispiel bei ca. 3 1/min (Motordrehzahl) und ca. 1 % Last betrieben. Das vorhandene, hohe Drehmoment des Motors wird vor allem beim Anfahren, oder bei einer Verpressung kurzzeitigt benötigt. Aufgrund dieser extremen Betriebsbedingungen fällt der Wirkungsgrad des Asynchronmotors stark ab. Der PMSM-Motor kann hier durch seinen erweiterten Wirkungsgradbereich im Teillastbetrieb weiterhin überzeugen und für eine kurze Amortisationszeit < 2 Jahre sorgen. Durch den Synchronlauf des Motors kann ein stabile Drehzahl der Schlammpresse in allen Drehzahlbereichen gefahren werden sowie sehr hohe Anfahr/ Startmomente mit kleineren Größen des Motors erreicht werden. 2,5 Leistungsaufnahme Q62 (ASM IE2 vs. PMSM IE3) 16. TCO Berechnung Schlammpresse (Q62) Aufnahmeleistung Motor in kwh 2, 1,5 1, Gesamte Kosten in Euro Grundlage zur TCO Berechnung: Abgabeleistung ca.,35 kwh Laufzeit 1 min. ; 1 min Pause (ca. 8,h pro Tag; 365 Tage) Strompreis ca.,2 /kwh Amortisationszeit ca. 1,5 Jahre 4.,5 2., Q62 mit PMSM-Motor IE3 Q62 mit ASM-Motor IE2 1 Zyklus (Zeit) Kosten ASM-Motor IE2 "Q62" Kosten PM-Motor IE3 "Q62" Laufzeit in Jahren P-7184-BGM-DE-A4 3/16 Bauer Gear Motor

16 Altra Industrial Motion Alle Kundenservicenummern sind fett gedruckt Couplings Electromagnetic Clutches and Brakes Heavy Duty Clutches and Brakes Bauer Gear Motor Ameridrives Couplings Mill Spindles, Ameriflex, Ameridisc Erie, PA - USA Gear Couplings San Marcos, TX - USA Bibby Turboflex Disc, Gear, Grid Couplings, Overload Clutches Dewsbury, England +44 () Boksburg, South Africa +27 () TB Wood s Elastomeric Couplings Chambersburg, PA - USA Press #5 For application assistance: Press #7 General Purpose Disc Couplings San Marcos, TX - USA Ameridrives Power Transmission Universal Joints, Drive Shafts, Mill Gear Couplings Green Bay, WI - USA Huco Dynatork Precision Couplings and Air Motors Hertford, England +44 () Chambersburg, PA - USA Lamiflex Couplings Flexible Couplings, Bearing Isolators, and Coupling Guards São Paulo, SP - Brasil +55 (11) Guardian Couplings Flywheel, Jaw, Shear, Gear, Grid, Disc and Engine Couplings Michigan City, IN - USA Engineered Bearing Assemblies Kilian Manufacturing Engineered Bearing Assemblies Syracuse, NY - USA Warner Electric Electromagnetic Clutches and Brakes New Hartford, CT - USA For application assistance: Saint Barthélémy d Anjou, France +33 () Precision Electric Coils and Electromagnetic Clutches and Brakes Columbia City, IN - USA Matrix International Electromagnetic Clutches and Brakes, Pressure Operated Clutches and Brakes Brechin, Scotland +44 () New Hartford, CT - USA Inertia Dynamics Spring Set Brakes; Power On and Wrap Spring Clutch/Brakes New Hartford, CT - USA Overrunning Clutches Formsprag Clutch Overrunning Clutches and Holdbacks Warren, MI - USA Press #1 For application assistance: Press #2 Marland Clutch Roller Ramp and Sprag Type Over - running Clutches and Backstops South Beloit, IL - USA Stieber Clutch Overrunning Clutches and Holdbacks Heidelberg, Germany +49 () Belted Drives and Sheaves TB Wood s Belted Drives Chambersburg, PA - USA Press #5 For application assistance: Press #7 Wichita Clutch Pneumatic Clutches and Brakes Wichita Falls, TX - USA Bedford, England +44 () Twiflex Limited Caliper Brakes and Thrusters Twickenham, England +44 () Industrial Clutch Pneumatic and Oil Immersed Clutches and Brakes Waukesha, WI - USA Svendborg Brakes Industrial Brakes and Brake Systems Vejstrup. Denmark Gearing Boston Gear Enclosed and Open Gearing, Electrical and Mechanical P.T. Components Charlotte, NC - USA For application assistance: Bauer Gear Motor Geared Motors Esslingen, Germany +49 (711) Somerset, NJ - USA Nuttall Gear and Delroyd Worm Gear Worm Gear and Helical Speed Reducers Niagara Falls, NY - USA Linear Products Warner Linear Linear Actuators Belvidere, IL - USA For application assistance: Saint Barthélémy d Anjou, France +33 () Bauer Gear Motor GmbH Eberhard-Bauer-Straße Esslingen - Germany (Fax) Bauer Gear Motor Slovakia s.r.o. Tovarenskå Zlate Moravce - Slovakia (Fax) Bauer Gear Motor Limited Nat Lane Business Park Winsford, Cheshire CW7 3BS - United Kingdom (Fax) Bauer Gear Motor LLC 31 Schoolhouse Rd. Somerset NJ USA (Fax) Altra Industrial Motion (Shenzhen) Co., Ltd. 18 Huan Zhen Road Dabo Industrial Zone - BoGoang Village ShaJing Town - BaoAn District Guangdong Province Shenzhen City - China (Fax) Altra Industrial Motion OOO Volokolamskoye sh., 142, bldg 6 Business Center Irbis Moscow - Russia (Fax) Customer Centre Finland 151 Vantaa Customer Centre France-Benelux Brussel (Anderlecht) Customer Centre Italy Grisignano di Zocco (VI) Bauer übernimmt keine Haftung für Irrtümer und Fehler in Katalogen, Prospekten und anderen gedruckten Unterlagen. Bauer behält sich das Recht vor, ohne vorherige Ankündigung Änderungen an ihren Produkten vorzunehmen, auch an Produkten, die bereits in Auftrag genommen wurden, insoweit keine schon vereinbarten technischen Spezifikationen dadurch geändert werden. Alle in dieser Publikation enthaltenen Warenzeichen sind alleiniges und exklusives Eigentum der jeweiligen Firmen. Bauer und das Bauer Logo sind Warenzeichen der Bauer Gear Motor GmbH. Alle Rechte vorbehalten. Fotos: Fotolia, Altra- und Bauer-Archiv, C.H. Schäfer Getriebe GmbH, Huber SE Eberhard-Bauer-Straße Esslingen - Germany Tel.: Fax: P-7184-BGM-DE-A4 316