Effizienz elektrischer Antriebe lässt sich noch steigern

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Ein weiteres Merkmal des Synchronreluktanzmotors ist die schlichte Rotorstruktur. Ohne Magnete und Käfig ist der Rotor robuster als bei Asynchronmotoren oder Permanentmagnetmotoren-Maschinen.

Verbesserte Rotorstruktur des Elektromotors beschert viele Vorteile

Aus der weitgehenden Beseitigung der Rotorverluste und der optimierten Rotorstruktur ergibt sich eine Reihe von Vorteilen für Synchronreluktanzmotoren und die davon angetriebene Ausrüstung. Ein Motor mit dieser Technologie kann mit der nach IEC standardisierten Normleistung für die jeweilige Baugröße betrieben werden. In diesem Fall reicht die Effizienzsteigerung von über 5% für Maschinen im einstelligen Kilowattbereich bis 0,5% für die größeren Maschinen (Baugröße 315).

Wo also ein Asynchronmotor einen Temperaturanstieg nach Klasse F (105 K) erreicht hätte, bleibt der Synchronreluktanzmotor in der Wärmeklasse A (60 K). Bei einem Kompressor beispielsweise, der mit 4500 min^-1 betrieben wird, bleiben die Lagertemperaturen beim Synchronreluktanzmotor selbst bei einem Temperaturanstieg der Klasse H (125 K) noch unter denen, die beim Betrieb mit einem größeren Asynchronmotor und einem Temperaturanstieg der Klasse F (105 K) erreicht werden (Bild 4). Die niedrige Betriebstemperatur verlängert die Lebensdauer der Motorisolierung und der Lager beziehungsweise deren Schmierintervalle.

Elektromotor erhöht Drehmomentausbeute auch bei höheren Drehzahlen

Die beschriebene Technologie ermöglicht eine hohe Drehmomentausbeute selbst bei höheren Drehzahlen. Da der Rotor im Vergleich zum Stator schwer zu kühlen ist, wirkt sich die nahezu vollständige Beseitigung der Rotorverluste bei Synchronreluktanzmotoren besonders positiv auf das Drehmomentverhalten aus.

Bei kleinen Motoren mit 3 oder 4 kW kann die Leistung im Vergleich zu einem Asynchronmotor bei gleichem Temperaturanstieg um bis zu 60% gesteigert werden. Bei einem 60-kW-Motor liegt die Steigerung im Bereich von 40% und bei einem 220-kW-Motor bei etwa 20%.

In den meisten Fällen kann die gleiche Leistung mit einem Synchronreluktanzmotor erzielt werden, der um eine oder sogar zwei Baugrößen kleiner ist als ein entsprechender Asynchronmotor. Von Vorteil ist dies vor allem bei Anwendungen, bei denen platzsparende Motoren gefordert sind.

Da keine Rotorverluste auftreten, wird weniger Wärme durch die Welle abgeleitet mit der Folge, dass die Lagertemperatur besonders auf der Antriebsseite sinkt. Auch an die angekuppelten und benachbarten Maschinen- und Anlagenteile wird weniger Wärme abgegeben.

Synchronreluktanzmotor hat Effizienzvorteile dank geringem Massenträgheitsmoment

Die Rotoren besitzen aufgrund des Fehlens von Käfigläufer und Magneten ein um 30 bis 50% geringeres Massenträgheitsmoment. In besonders dynamischen Anwendungen bringt dies weitere Effizienzvorteile, da die Motoren mit weniger Drehmoment beschleunigt und abgebremst werden können. Die meisten technischen Aspekte der Synchronreluktanzmotor-Antriebssysteme basieren auf vorhandenen Technologien.

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