Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...

Wegen ihrer einfachen Konstruktion spielt die Asynchronmaschine (ASM) in der
Antriebstechnik eine große Rolle.
Im Leistungsbereich bis etwa 1 kW findet sie vielfach im Haushaltsmaschinenbereich
Anwendung (z.B. Waschmaschine, Kühlschrank, Ölbrenner, Pumpen, Lüfter). Ein weiteres
verbreitetes Anwendungsgebiet sind Werkzeugmaschinenantriebe. Große ASM mit
Antriebsleistungen von 20 MW werden in Kraftwerken zum Antrieb von
Kesselspeisepumpen eingesetzt.
Zusammenfassend kennzeichnen die ASM folgende vorteilhafte Merkmale:
Vorteile
• einfacher, robuster Aufbau
• wartungsfrei, wenig Verschleißteile
• kostengünstige Herstellung
• im Leistungsbereich > 20 kW
gegenüber EC-Motor geringere
Systemkosten
Schrittmotoren
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Nachteile
• aufwendige Maßnahmen zur
Drehzahlverstellung
• Servoeigenschaften nur in Verbindung
mit komplexer Steuerelektronik
• höheres Trägheitsmoment als
bürstenloser Motor
Schrittmotoren sind im Bereich kleiner Stellleistungen (< 500 W) eine kostengünstige
Alternative. Es existiert eine große Zahl von Motortypen, die in Verbindung mit integrierten
Ansteuerschaltungen den einfachen Aufbau von gesteuert betriebenen
Positioniereinrichtungen ermöglichen. Der gesteuert betriebene Schrittmotor ist allerdings in
seiner Anwendung begrenzt, da der zuverlässige Betrieb eine genaue Kenntnis der
Lastverhältnisse erfordert. Die Annahme, dass Lastwechsel, Losbrechkräfte oder
Vibrationen keinen Schrittfehler bewirken, ist nur bis zu einer bestimmten Last möglich.
Daher wird der Antrieb im allgemeinen entsprechend überdimensioniert. Wenn Schrittfehler
nicht toleriert werden können, muss ein Betrieb im geschlossenen Regelkreis erfolgen. Die
prinzipiellen Vorteile gegenüber anderen Motortypen sind damit aber verschwunden. Im
Vergleich zu anderen Motoren sollten grundsätzlich der niedrigere Wirkungsgrad als auch
die geringe Überlastbarkeit beachtet werden.
Vorteile
• direkte digitale Ansteuerung über
integrierte Schaltungen
• zuverlässig, wartungsfrei
• kostengünstiges Antriebskonzept
• gesteuerter Betrieb ohne Lagesensor
möglich
Schrittmotor mit Permanentrotor, vereinfacht
Nachteile
• Lastverhältnisse müssen bekannt
sein ⇒ Überdimensionierung
erforderlich
• relativ kleine Leistungsdichte
• im gesteuerten Betrieb Gefahr von
Schrittfehlern
• vergleichsweise geringe Stelldynamik