Ausgabe 4 / 2012 - technik + EINKAUF

Bilder: ebm-papst
Explosionsmodell: Der permanenterregte
Synchronmotor,
auch bürstenloser Gleichstrommotor
oder EC-Motor
genannt.
der Motor in seiner Drehmoment-Drehzahlcharakteristik
wie ein Gleichstromnebenschlussmotor.
Zur Erfassung der Rotorlage
sind entweder Rotorlagesensoren
im Motor integriert oder die Kommutierungselektronik
ermittelt die Rotorlage
sensorlos über die Betriebsgrößen Polradspannung
bzw. Motorströme. Die Leerlaufdrehzahl
ist von der angelegten Spannung
und der Windungszahl der Statorwicklung
abhängig. So lassen sich in den
durch die physikalischen Größen (z. B.
Leistung, Drehmoment, Temperatur…)
festgelegten Grenzen nahezu beliebige
Betriebsdrehzahlen schlupffrei (synchron
mit dem Statordrehfeld) realisieren, die
im Gegensatz zum netzgespeisten Asynchronmotor
auch oberhalb der Netzfrequenz
liegen können.
Wird beispielsweise ein Lüfter mit einem
EC- Motor betrieben, kann die Drehzahl
immer bedarfsgerecht an die Anforderungen
der lüftungstechnischen Anlage
oder des Prozesses angepasst werden. Somit
lässt sich im Teillastbetrieb der Energieverbrauch
deutlich reduzieren, weil
sich die benötigte Leistung eines Lüfters in
der dritten Potenz der Drehzahl ändert.
Außerdem weisen die EC-Motoren sowohl
Qualität ist maßgebend.
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Schnittmodell Radialventilator mit Außenläufermotor:
Der Rotor dreht sich nicht im,
sondern um den Stator.
im Teillastbetrieb als auch bei Volllast einen
deutlich höheren Wirkungsgrad auf
als netzgespeiste AC-Motoren, und das bei
meist kleinerer Baugröße. Der Grund dafür
ist, dass bei den EC-Motoren kein Magnetisierungsstrom
benötigt wird, die
Stromwärmeverluste des Rotors wegfallen
und die Möglichkeit besteht, eine spezielle
Wicklungsanordnung mit geringem Wickelkopfanteil
(Einzelzahnwicklung/
Zahnspulenwicklung) zu realisieren. Auch
wenn die Seltene-Erden-Magnet-Diskussion
diese Motoren belastet, sind sie einfach
in puncto Energieeffizienz die beste Wahl.
Nicht zwangsläufig ist man bei EC-Motoren
auf die starken Seltene-Erden-Magnete
angewiesen. Denn ihre hohe magnetische
Güte ist eigentlich nur bei hochdynamischen
Servoantrieben vonnöten, wie
sie z.B. in der Robotik eingesetzt sind.
Hier sind zum einen kompakte Abmessungen
gefordert, zum anderen ist aber auch
eine möglichst geringe Rotormasse erforderlich,
um das Trägheitsmoment zu minimieren.
Diese Anforderungen sind nur
mit hochremanenten und hochkoerzitiven
Seltenenen-Erden-Magneten realisierbar.
Hersteller solcher Servoantriebe konzentrieren
sich deshalb heute vor allem dar-
Standard Serie | Motorsport Serie | Hydraulik Serie | zöllige Serie | Sonderanfertigungen |
Automation und Antriebstechnik
auf, durch vielschichtige Optimierungen
die benötigte Magnetmasse bzw. - höhe zu
reduzieren und haben hier schon recht beachtliche
Einsparungen erreicht.
Der ebm-papst Mulfingen ist bei seinen
mit energieeffizienten GreenTech-EC-Motoren
ausgestatteten Ventilatoren von dieser
Problematik überhaupt nicht betroffen.
Diese Antriebe kommen trotz ihrer
hohen Wirkungsgrade ohne Seltene-Erden-Magnete
aus. Den Schlüssel dazu liefert
das Außenläuferprinzip. Hier befindet
sich der ruhende Teil des Motors, der Stator,
im Innern und ist vom bewegten Teil,
dem Rotor oder Läufer, umschlossen. Der
außen angeordnete Rotor dreht sich um
den innenliegenden Stator. Allein durch
diese Anordnung bedingt kann mit dem
Außenläufer ein höheres Drehmoment erreicht
werden als bei einem Innenläufer
mit gleicher Paketlänge, mit gleichem Magnetsystem
und gleicher Magnetdicke.
Die energieeffizienten GreenTech-EC-Ventilatoren
sind damit völlig unabhängig
von der Marktentwicklung der Seltene-
Erden-Magneten.
Dr. Jürgen Schöne,
Abteilungsleiter Motorentwicklung,
ebm-papst Mulfingen