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Elektromotoren
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1.4 Synchronmotoren
Der Synchronmotor zeichnet sich dadurch aus, dass sich sein Rotor mit derselben Drehzahl
dreht wie das Magnetfeld, das die Statorwicklungen erzeugen. Die Konstruktion des Stators
ähnelt in vielen Fällen der Konstruktion bei Asynchronmotoren mit verteilten Wicklungen. Einige
Hersteller verwenden konzentrische Wicklungen (in Nuten), die einen kompakteren Motoraufbau
ermöglichen und die weniger Kupfer erfordern. Die durch die Verwendung von weniger Kupfer
erreichten Energieeinsparungen werden jedoch häuig durch zusätzliche Verluste zunichte
gemacht, die zu konstruktionsbedingten Oberschwingungen im Fluss im Luftspalt führen.
a) b)
Fig. 1.22 Verteilte Wicklungen
1.4.1 Motoren mit Permanentmagneten (PM-Motoren)
Die einfachste Weise zum Bau eines Permanentmagnetmotors (PM-Motor) ist der Austausch des
Käigläufers eines Asynchronmotors durch einen Rotor, der über Permanentmagnete verfügt. Das
Anlegen einer geeigneten Spannung am Stator erzeugt im Luftspalt ein rotierendes Magnetfeld.
Der Rotor folgt dem Feld mit einer synchronen Drehzahl, da das rotierende Feld die Magnete
anzieht. Wenn die Diferenz zwischen der Drehzahl des Rotors und der Drehzahl des Magnetfelds
zu groß ist, läuft der Motor nicht mehr synchron und hält an. Daher ist ein geeigneter Regler
erforderlich, der sicherstellt, dass Drehzahländerungen erfolgen, indem er die Einspeisefrequenz
kontinuierlich anpasst und nicht von einer Drehzahl zur anderen wechselt.
Früher kamen PM-Motoren häuig in Servoanwendungen mit einem Fokus auf einem schnellen
und präzisen Betrieb zum Einsatz. Diese Servomotoren sind normalerweise schmal und lang,
um eine geringe Massenträgheit für hochdynamische Anwendungen sicherzustellen. Um die
hocheizienten Eigenschaften von PM-Motoren auch in anderen Anwendungen einzusetzen,
übertrugen Motorhersteller das Prinzip auf Motoren in IEC-Standardbaugrößen. Die Mehrzahl der
PM-Motorsysteme können Standard-Frequenzumrichter verwenden, wenn diese über geeignete
Steueralgorithmen verfügen.
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