Gleichstrommotor als Austauschmotor für Untertagebergwerk in Australien

Ersetzt werden sollte ein alter Gleichstrommotor als Förderantrieb der Marke Leroy-Somer, der so nicht mehr am Markt verfügbar ist. Da MENZEL auf den identischen Nachbau von Elektromotoren spezialisiert ist und Gleichstrommotoren nach wie vor zu unserem Produktionsprogramm für die Bergbauindustrie gehören, konnten wir dem Minenbetreiber in Down Under mit einem passenden Ersatz behilflich sein.

Zu unseren Gleichstrommotoren bieten wir zudem ein weit gefächertes Angebot an passenden Anbau- und Überwachungsgeräten wie z. B. Tachogeneratoren oder Impulsgeber. Im Fall des australischen Bergbaubetreibers war ein 800 kW DC Motor mit angebautem Drehgeber angefragt.

DC Motor als Bergbau-Förderantrieb

Der DC Motor soll eine Fördermaschine, eine sogenannte Doppeltrommelwinde in einem Untertagebau antreiben. Förderanlagen in Bergwerken werden eingesetzt, um Förderkörbe mit Gestein oder Abraum von den verschiedenen unterirdischen Abbauebenen an die Oberfläche zu befördern. Die Herausforderung besteht dabei darin, dass so ein Förderkorb einen speziellen Lastzyklus fährt: Ein Lastzyklus dauert ca. 360 Sekunden. In dieser Zeit läuft der Gleichstrommotor in eine Richtung hoch – fährt bis zum Stopp wieder herunter - und fährt dann in die andere Richtung wieder hoch. Der Ankerstrom variiert dabei sehr stark.

Während der Förderkorb herunterfährt, bremst der Elektromotor fast nur elektrisch. Während des Beladens steht er still. Dann fährt der Förderkorb voll beladen wieder hoch, was eine große elektrische Arbeit bedeutet. Zum Entladen steht er dann wieder still, bevor der ganze Förderprozess von vorne losgeht.

Für einen Gleichstrommotor ist das keine leichte Aufgabe, denn für die Kohlebürsten sind ein konstanter Strom und eine konstante Temperatur der ideale Arbeitszustand. Dies ist bei einem solchen Arbeitszyklus im Bergbau-Förderbetrieb jedoch nicht gegeben. Hier braucht es also eine sehr gute Abstimmung des DC-Motors (für die Volllast- und Teillastbereiche) mit besonderem Augenmerk auf den Bürstenapparat und die Kohlebürstenausführung.  

Warum entschied sich der Kunde erneut für einen Gleichstrommotors?  

Die Konstruktion eines Gleichstrommotors ist aufwändiger und damit in vielen Fällen auch kostenintensiver, vor allem wegen des Kommutators, der Bürsten und der Ankerwicklungen. Auch die Wartung der Bürsten/Kommutator-Baugruppe von Gleichstrommotoren ist im Vergleich aufwendiger.

Dennoch entschied sich unser Kunde für einen Gleichstrommotor, weil ihn die jahrzehntelange Zuverlässigkeit des vorhandenen DC-Motors überzeugt hatte. Außerdem ergibt sich durch die Verwendung eines Stromrichters zur Speisung des angefragten Gleichstrommotors eine sehr gute Anpassbarkeit an die vorhandenen und zuvor beschriebenen Lastzyklen.

Technische Daten des Gleichstrommotors

• Typ: MEBGVF 450 XS DC Motor mit montiertem Drehgeber
• Anwendung: Untertagebergbau Trommelwinden (Doppeltrommelwinde)
• Nennleistung: 800 kW
• Nennspannung: 650 V
• Nenndrehzahl: 1435 min-1
• Bauform: IM B3
• Schutzart: IP 23
• Kühlart: IC 06
• Gewicht: 4080 kg

Die speziellen Herausforderungen an DC Motoren im Bergbau

Jeder Gleichstrommotor, der als Förderantrieb in einem Bergwerk verwendet wird, muss sowohl für den Vorwärts- als auch für den Rückwärtsbetrieb geeignet sein und bei allen Geschwindigkeiten, vom Stillstand bis zur vollen Drehzahl, ein maximales Ausgangsdrehmoment erzeugen können. Zugleich müssen Motoren für Fördermaschinen untertage den spezifischen rauen Betriebsbedingungen standhalten können. Im Bergbau herrschen zum Teil hohe Temperaturschwankungen, viel Staub, hohe Feuchtigkeit und Vibrationen.

In diesem Fall des Austauschmotors für das Untertagebergwerk in Australien haben die MENZEL Ingenieure eine sogenannte Kurzbauform (sehr kurze Paketlänge) gewählt. Die Lagerschilder wurden verstärkt und der vom Kunden favorisierte besonders robuste Drehimpulsgeber wurde montiert. Das verwendete Filtermaterial des Radial-Fremdlüfters ist ein spezielles Vlies aus synthetischen Fasern, die eine hohe Temperatur und Luftfeuchtigkeit bestens vertragen. Die Reinluftseite des Filtermaterials ist progressiv aufgebaut, sodass hohe Standzeiten erreicht werden.   

Elektromotoren für Hebezeuge und Fördermaschinen

Im Untertagebergbau werden Hebezeuge bzw. Fördermaschinen zum Hochziehen und Herunterlassen von Förderkörben im Schacht eingesetzt. Es gibt drei Haupttypen von Hebezeugen, die im Bergbau zum Einsatz kommen: Trommelzüge, Treibscheiben- bzw. Koepe-Förderer und sogenannte Blair Fördermaschinen.

Bis zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden nur vereinzelt Elektromotoren und das auch nur für den Antrieb kleiner Fördermaschinen eingesetzt. Moderne Hebezeuge und Förderanlagen heute werden in aller Regel mit Elektromotoren angetrieben, früher mit Gleichstromantrieben, heute jedoch meist mit schnelllaufenden frequenzgeregelten Drehstromantrieben.

Gleichstrommotoren werden heute nicht mehr oft eingesetzt. Für spezielle Anwendungen haben sie jedoch nach wie vor ihre Vorteile und werden daher immer wieder bei uns angefragt.

Sie suchen einen Elektromotor für Ihre Anlage? Wir haben nicht nur Gleichstrommotoren im Angebot!

Elektromotoren sind ein wesentlicher Bestandteil des Bergbaus und der Mineralienverarbeitung. Sie treiben große Anlagen wie Brecher, Mühlen und Hebezeuge an, aber auch Generatoren, Kompressoren oder Pumpen. MENZEL bietet sowohl Gleichstrommotoren als auch Drehstrommotoren bis 13,8 kV und 25000 kW an.