Een elektromotor vormt in talloze machines het hart van de aandrijving. Van transportbanden en pompen tot ventilatoren, compressoren en productiemachines: zodra elektrische energie in een draaiende beweging moet worden omgezet, komt een elektromotor al snel in beeld. Toch zijn elektromotoren onderling lang niet altijd uitwisselbaar.

Bij het selecteren van een nieuwe motor wordt vaak als eerste naar het vermogen in kilowatt gekeken. Dat is logisch, maar onvoldoende. Toerental, koppel, voedingsspanning, bouwvorm, rendement en omgevingsomstandigheden bepalen samen of een motor daadwerkelijk geschikt is voor een installatie.

Begin bij de toepassing, niet bij het vermogen

Een motor van 4 kW is niet automatisch geschikt als vervanger van iedere andere 4 kW-motor. De belasting van de machine bepaalt welke eigenschappen nodig zijn. Een ventilator stelt bijvoorbeeld andere eisen aan een aandrijving dan een transportband die vanuit stilstand een zware last moet verplaatsen.

Daarbij is vooral de relatie tussen vermogen, toerental en koppel belangrijk. Koppel geeft aan welke draaiende kracht de motor kan leveren. Twee motoren met hetzelfde nominale vermogen maar een verschillend toerental leveren daardoor niet hetzelfde nominale koppel.

Wie verschillende elektromotoren voor industriële toepassingen vergelijkt, kijkt daarom idealiter eerst naar de technische gegevens van de bestaande installatie. Het typeplaatje van een huidige motor geeft vaak al veel bruikbare informatie, zoals vermogen, spanning, stroom, toerental, rendementsklasse en aansluitwijze.

Toerental hangt samen met het aantal polen

Bij industriële toepassingen wordt veel gebruikgemaakt van driefasige asynchrone elektromotoren. Het theoretische synchrone toerental wordt bepaald door de netfrequentie en het aantal polen van de motor.

Op een 50Hz-net heeft een vierpolige motor bijvoorbeeld een synchroon toerental van 1.500 omwentelingen per minuut. Een asynchrone motor draait in werkelijkheid iets langzamer. Dit verschil wordt slip genoemd. Op het typeplaatje kan daardoor bijvoorbeeld een nominaal toerental rond 1.450 omwentelingen per minuut staan.

Dat verschil is technisch relevant. Een verkeerde keuze kan ervoor zorgen dat een pomp, ventilator of andere machine buiten het bedoelde werkgebied draait. Alleen dezelfde asdiameter en hetzelfde motorvermogen controleren is dus niet voldoende.

Een frequentieregelaar biedt extra mogelijkheden

Wanneer een proces verschillende snelheden vraagt, kan een frequentieregelaar uitkomst bieden. Deze past de frequentie en spanning naar de motor aan, waardoor het toerental regelbaar wordt.

Dat kan niet alleen praktisch zijn voor procesbesturing, maar in bepaalde toepassingen ook energie besparen. Vooral bij centrifugaalpompen en ventilatoren kan het verlagen van het toerental het benodigde vermogen sterk reduceren. Het werkelijke voordeel blijft afhankelijk van de toepassing en het belastingsprofiel.

Niet iedere combinatie van motor en frequentieregelaar kan echter zonder verdere controle worden toegepast. Denk onder meer aan koeling bij lage toerentallen, isolatiebelasting en de juiste parameterinstellingen.

Let op bouwvorm, asmaat en montage

Een technisch passende elektromotor moet ook mechanisch op de machine aansluiten. IEC-motoren worden daarom geleverd in gestandaardiseerde bouwgroottes en verschillende montagevormen.

Een veelvoorkomende uitvoering is de voetmotor, waarbij de motor via voeten op een frame wordt gemonteerd. Daarnaast bestaan flensmotoren en combinaties van voet- en flensmontage. De juiste uitvoering hangt af van de constructie van de machine.

Ook de ashoogte, asdiameter, aslengte en flensmaten moeten overeenkomen. Bij het vervangen van een oudere motor is het verstandig deze gegevens afzonderlijk te controleren. Zelfs wanneer vermogen en toerental overeenkomen, kunnen mechanische verschillen aanpassingen aan de installatie noodzakelijk maken.

Rendement telt mee gedurende de volledige gebruiksduur

Bij een elektromotor die dagelijks vele uren draait, bestaat een groot deel van de totale kosten uit elektriciteitsverbruik. Daarom zijn efficiëntieklassen binnen industriële aandrijftechniek een belangrijk selectiecriterium geworden.

Motoren worden onder meer ingedeeld in IE-rendementsklassen. Een efficiëntere motor zet een groter deel van de opgenomen elektrische energie om in mechanisch vermogen en beperkt daarmee energieverliezen. Hoe relevant het rendementsverschil financieel is, hangt sterk af van het motorvermogen, het aantal bedrijfsuren en de belasting.

Binnen de bredere industriële aandrijftechniek moet daarom niet uitsluitend naar de aanschafprijs worden gekeken. Een motor die vrijwel continu in een productieproces draait, vraagt om een andere economische afweging dan een aandrijving die slechts enkele minuten per dag wordt gebruikt.

De bedrijfsomgeving bepaalt welke bescherming nodig is

Niet iedere elektromotor staat in een droge technische ruimte. In productieomgevingen kunnen stof, vocht, temperatuurschommelingen en intensieve reiniging invloed hebben op de levensduur. De IP-classificatie geeft aan in welke mate een behuizing bescherming biedt tegen het binnendringen van vaste voorwerpen en water.

Ook de bedrijfscyclus verdient aandacht. Een motor die continu onder een stabiele belasting draait, wordt anders belast dan een motor die tientallen keren per uur start en stopt. Veelvuldig starten kan extra thermische en mechanische belasting veroorzaken.

Daarmee wordt de keuze voor een elektromotor uiteindelijk een combinatie van elektrische, mechanische en praktische factoren. Het typeplaatje vormt een goed vertrekpunt bij vervanging, maar de machine zelf vertelt minstens zoveel. Juist wanneer bedrijfsomstandigheden, belasting of procesbesturing zijn veranderd, kan een één-op-één vervanging technisch gezien niet meer de meest passende oplossing zijn.