Aktuelles zu Themen der Antriebstechnik im Maschinenbau

Juli 2021

Nachhaltigkeit im Maschinenbau

Wirkungsgrad von Permanentmagnet-Synchronmaschinen

Der Synchronmotor hat zwei dominierende Verlustkomponenten. Beim Strom zur Drehmomenterzeugung fallen ohmsche Verluste (umgangssprachlich Kupferverluste) an. Diese nehme mit dem Strom, sprich dem Drehmoment zu. Bei der Spannung zur Drehfelderzeugung fallen Magnetisierungsverluste (umgangssprachlich Eisenverluste) an. Diese nehmen mit der Frequenz, sprich der Drehzahl zu.

Kupferverluste lassen sich mit dem Strom oder Drehmoment und der Drehmomentkonstanten des Motors direkt berechnen.

Die Eisenverluste zu berechnen ist etwas schwieriger. Daher hilft es sich zwei Vereinfachungen anzustellen. Erstens, die Kupferverluste sind über den gesamten Drehzahlbereich konstant und nur vom Drehmoment abhängig. Zweitens, die Gesamtverluste weisen einen quadratischen Verlauf auf.

Das Nominalmoment eines Synchronmotors nimmt quadratisch über die Geschwindigkeit ab. Während im Stillstand der Wirkungsgrad null ist, da keine Bewegung vorhanden ist, so ist bei maximaler Geschwindigkeit kein Drehmoment mehr vorhanden, was wiederum einem Wirkungsgrad von null entspricht. Dazwischen ergibt sich ein optimaler Betriebspunkt für jeden Motor, welcher bei etwa zwei Drittel des Nominalmoments liegt.

Bei interesse teilen wir gerne alle Formel, so wie Beschreibung der Berechnungen. Für alle die vorallem an der Lösung orientiert sind: wir Berechnen natrülich weiterhin exakt für Ihre Anwendung.