Für den Kühlkreislauf von Schnellladestationen sind effiziente Pumpenantriebe erforderlich. (Quelle: stock.adobe.com_Joachim B. Albers_267275166)
Zu den grundsätzlichen Anforderungen an Pumpen antriebe gehören Wartungsfreiheit und Zuverlässigkeit, ein gleichmäßiges und ruhiges Laufverhalten sowie ein geräuscharmer Betrieb, um Menschen, die sich in der Nähe aufhalten, nicht zu stören. Je nach Pumpentyp und Aufgabenstellung kommen noch weitere Anforderungen hinzu: Geht es zum Beispiel in erster Linie um einen reibungslosen Durchfluss des Mediums wie bei der Versorgung mit Kühl-und Prozesswasser oder Reinigungslösungen, erfordert dies eine gleichmäßige Antriebsgeschwindigkeit. Bei Pumpen zum Abfüllen von Flüssigkeiten ist zudem eine hohe Positioniergenauigkeit notwendig. Da Pumpenantriebe oft rund um die Uhr betrieben werden, sind fast ausschließlich energie effiziente Lösungen gefragt. Die Motoren müssen deshalb einen hohen Wirkungsgrad über einen weiten Drehzahl- und Drehmomentbereich bieten. Manche Pumpenarten erfordern außerdem hohe Drehmomente beim Anlauf. Hierzu gehören beispielsweise Schlauchpumpen, vor allem wenn die Schläuche kalt sind. Auch der Betrieb mit Schutzkleinspannung wird oft zum Thema, weil durch kompakte Abmessungen der Platz für Isolationsstrecken schrumpft. Hinzu kommen in vielen Anwendungen noch EMV-Anforderungen. Bei mobilen Pumpenanwendungen muss der Motor zusätzlich für den Akkubetrieb geeignet sein, also stromsparend arbeiten, wenig wiegen und geringen Bauraum beanspruchen. Geht es in der Umgebung heiß her, müssen die Antriebe zudem hohe Temperaturen verkraften. Das ist beispielsweise oft der Fall, wenn Kühlmittel gepumpt wird, wie zum Beispiel bei Schnell-Ladesäulen oder der Serverkühlung.
Individueller Antrieb durch Module
Ein so breit gefächertes Anforderungsspektrum macht die Antriebsauswahl nicht einfach. Damit Pumpenhersteller trotzdem schnell fündig werden, stehen im Antriebsbaukasten von ebm-papst BLDC-Innenläufermotoren mit unter schiedlichen Leistungen und Baugrößen zur Verfügung, die sich mit verschiedenen Getriebeausführungen – auch für einen leisen Lauf – mit zahlreichen Übersetzungsstufen und Bremsen kombinieren lassen (Bild 2). Dazu werden passende Encoder mit hoher Auflösung für anspruchsvolle Positionieraufgaben sowie eine industriegerechte Anschlusstechnik mit Steckern oder konfektionierten Kabeln geboten.
Der Baukasten für Antriebe mit 42 mm Durchmesser (ECI-42) oder 63 mm Durchmesser (ECI-63) erlaubt es Anwendern, die passende Lösung durch die Kombination unterschiedlicher Module individuell zusammenzustellen (Bild 3). Dadurch können die Motoren individuell für den jeweiligen Einsatz als Pumpenantrieb ausgelegt werden und der Anwender profitiert von kompletten Antriebslösungen aus einer Hand. Durch die hohe Leistungsdichte bauen die Antriebe sehr kompakt, was dem Gerätedesign zugutekommt und oft kompaktere Abmessungen ermöglicht. Bei Bedarf sind über den Standard hinaus aber auch individuelle Anpassungen möglich, zum Beispiel bei den mechanischen Schnittstellen, wie Spindeln oder Zahnrädern.
Die bürstenlosen, elektronisch kommutierten Innenläufermotoren ECI-42 gibt es mit Statorbaulängen von 20 mm oder 40 mm. Sie stehen für Leistungen von 45 W bis 92 W bei 110 mNm bzw. 220 mNm Nenndrehmoment und 4000 min−1 Nenndrehzahl zur Verfügung. Mit Statorbaulängen von 20 mm, 40 mm oder 60 mm decken die größeren ECI-63-Motoren den Leistungsbereich von 150 W bis 370 W bei bis zu 880 mNm Nenndrehmoment und 4 000 min−1 Nenndrehzahl ab. Der Wirkungsgrad der Motoren liegt bei über 90 %.