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VoltBase Maschinen Lastarten
Thema 75 Maschinen

Lastarten

Förderband, Lüfter oder Aufwickler: wie verschiedene Arbeitsmaschinen den Motor belasten und warum das für Anlauf und Energiesparen wichtig ist.

ca. 4 Minuten Fortgeschritten Quiz mit 10 Fragen
01

Worum geht es?

Ein Motor treibt immer etwas an: ein Förderband, einen Lüfter, eine Pumpe. Diese Arbeitsmaschine ist die Last. Jede Last verlangt bei verschiedenen Drehzahlen unterschiedlich viel Kraft (Drehmoment).

Wie beim Fahrradfahren: Bergauf brauchst du immer viel Kraft, egal wie schnell. Gegen starken Wind brauchst du umso mehr Kraft, je schneller du fährst.

Drehmoment verschiedener Lasten über der Drehzahl Drei Kurven: Beim Förderband bleibt das Drehmoment gleich. Beim Lüfter steigt es mit dem Quadrat der Drehzahl. Beim Aufwickler fällt es, je schneller er dreht. DrehzahlDrehmoment der Last Förderband, Kran: gleich Lüfter, Pumpe: steigt stark Aufwickler: fällt
Jede Maschine „zieht“ anders: Ein Förderband braucht bei jeder Drehzahl etwa gleich viel Kraft. Ein Lüfter braucht bei kleiner Drehzahl fast keine Kraft, bei hoher Drehzahl sehr viel. Ein Aufwickler für Papier oder Folie braucht weniger Kraft, je schneller er dreht.
02

Die Lastarten

  • Gleichbleibendes Drehmoment: Förderband, Kran, Kolbenkompressor. Braucht schon beim Anlauf volle Kraft. Stern-Dreieck ist hier oft zu schwach.
  • Quadratisch steigendes Drehmoment: Lüfter, Kreiselpumpe. Beim Anlauf fast keine Kraft nötig, Stern-Dreieck oder Sanftanlauf reichen gut.
  • Fallendes Drehmoment, gleiche Leistung: Aufwickler für Papier, Draht und Folie.
Langes Förderband in einem Braunkohle-Tagebau
Förderband im Tagebau: Ein typisches Beispiel für eine Last mit gleichbleibendem Drehmoment. Das Band muss voll beladen schon beim Anfahren bewegt werden. Der Antrieb braucht deshalb von Anfang an viel Kraft, auch bei kleiner Drehzahl.

Foto: Leonhard Lenz, „Conveyor belt at surface mine Schleenhain“, Lizenz: CC BY-SA 4.0, Quelle: Wikimedia Commons, verkleinert.

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Energie sparen

Leistung eines Lüfters bei verschiedenen Drehzahlen Drei Balken: Bei voller Drehzahl braucht der Lüfter 100 Prozent Leistung, bei 80 Prozent Drehzahl nur 51 Prozent, bei halber Drehzahl nur 12,5 Prozent. Lüfter: Leistung bei weniger Drehzahl 100 % Drehzahl100 %80 % Drehzahl51 %50 % Drehzahl12,5 % Leistung ändert sich mit der Drehzahl hoch drei
Riesige Ersparnis bei Lüftern und Pumpen: Weil die Leistung mit der Drehzahl hoch drei sinkt, braucht ein Lüfter bei halber Drehzahl nur ein Achtel der Leistung. Darum lohnt sich hier ein Frequenzumrichter besonders.
01 Pumpe mit 70 % Drehzahl

Eine Pumpe braucht bei voller Drehzahl 10 kW. Wie viel bei 70 % Drehzahl?

  1. P = 10 kW · 0,7 · 0,7 · 0,7 ≈ 3,4 kW
  2. Ergebnis: nur etwa 3,4 kW statt 10 kW
02 Förderband mit halber Drehzahl

Beim Förderband bleibt das Drehmoment gleich. Die Leistung ist Drehmoment mal Drehzahl.

  1. P = 10 kW · 0,5 = 5 kW
  2. Ergebnis: halbe Drehzahl, halbe Leistung
04

Typische Fehler

  • Stern-Dreieck an voll beladenem Förderband: Im Stern fehlt die Kraft, der Motor kommt nicht hoch.
  • Lüfter immer mit voller Drehzahl: Verschenkt viel Energie. Mit Drehzahlregelung sinkt der Verbrauch stark.
  • Motor nur nach Leistung gewählt: Auch das Anlaufmoment muss zur Last passen.
Merke

Förderband und Kran brauchen bei jeder Drehzahl gleich viel Drehmoment, auch beim Anlauf. Lüfter und Pumpen brauchen bei kleiner Drehzahl kaum Kraft, ihre Leistung sinkt mit der Drehzahl hoch drei. Bei halber Drehzahl braucht ein Lüfter nur ein Achtel der Leistung.

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Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Lastarten. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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