Elektromotoren
M [Nm]
Nenn-
dreh-
moment
Abb. 1.25 Betrieb im Feldschwächungsbereich
Die größte Gefahr beim Betrieb im Feldschwächungsbereich ist ein Abschalten der
Motorsteuerung bei zu hoher Drehzahl, da die hohe Gegen-EMK den Frequenzumrichter
beschädigen könnte (siehe Abschnitt 1.4.1.1 „Gegen-EMK").
Eine andere Möglichkeit zur Erweiterung des Drehzahlbereichs ist die Änderung der
Sternschaltung eines Motors zur Dreieckschaltung, sofern der Motor dies ermöglicht. Ähnlich
wie bei Asynchronmotoren führt eine Dreieckschaltung auch zu einer höheren Spannung
an den Wicklungen, da sie nicht um den Faktor 1,73 oder √3 reduziert wird, wie dies bei der
Sternschaltung der Fall ist.
1.4.2 BLDC-Motoren (Brushless DC) oder ECM-Motoren
(Electronically Commutated Motor)
ECM (Electronically Commutated Motor) und BLDC (Brushless DC) sind im Grunde
unterschiedliche Bezeichnungen für dieselbe Technologie. Bei dem ursprünglichen BLDC-
Konzept wurden nur zwei Phasen mit einer trapezförmigen Spannung mit Strom versorgt.
Im Vergleich zu einer Verteilung über drei Phasen führt dies zu einem 1,22-fach höheren Strom.
Zur Bestimmung der Rotorposition wurden Hall-Sensoren verwendet. Die Nachteile dieses
Konzepts waren höhere Drehmoment-Rippel und Eisenverluste.
In der Praxis gibt es viele verschiedene Typen von ECM: So kommt er beispielsweise als
kleiner Stellmotor mit wenigen Watt Leistung zum Einsatz, aber auch im Bereich der
Gebäudeautomation mit ungefähr 10 kW. Im Allgemeinen haben BLDC/ECM den Ruf, einen
extrem hohen Wirkungsgrad zu haben. Dies ist auch verdient, insbesondere bei sehr kleinen
Geräten – dem ursprünglichen Einsatzgebiet für diese Motoren, bei dem sie dem Universal- oder
Spaltpolmotor (ca. 30 %) deutlich überlegen sind. Bei Einsatzgebieten über einige hundert Watt
hinaus ist ihr Wirkungsgrad mit dem von Standard-PM-Motoren vergleichbar.
Nennleistung
Nenndrehzahlbereich
Nenndrehzahl
Über
Feldsch-
Nenndrehzahl
wächung
In Bezug
auf Gegen-EMK
-1
n [min
]
Kritische Drehzahl
33