Wissenswertes über die Permanent-Magnet-Motor- Technologie in Kompressoren

Posted by Michael Gaar on 12.11.2019 00:45:00
Gerd Terörde, Professor für elektrische Antriebstechnik, hat gemeinsam mit seinen Studenten der Fachhochschule Osnabrück und einem Industriepartner im Jahr 2015 einen Weltrekord mit der Beschleunigung eines elektrisch betriebenen Karts aufgestellt: von null auf hundert in 2,635 Sekunden.Teröde auf Kart

Das war auch dem Guinness Buch der Rekorde einen Eintrag wert. Der Professor weiß also wovon er spricht, insbesondere, wenn es um das Thema Permanent-Magnet-Motoren bei Kompressoren geht.

Herr Professor Terörde, wir möchten mit Ihnen heute über Permanent-Magnet-Motoren versus Reluktanzmotoren sprechen.

Was ist der Hauptvorteil eines Permanent-Magnet Motors im Vergleich zu einem konventionellen Drehstrom-Asynchronmotor?

Terörde: Der Hauptvorteil eines Permanent-Synchron-Motors liegt darin begründet, dass quasi keine Verluste im Rotor entstehen, da, im Gegensatz zu asynchronen Maschinen, im Rotor keine Ströme fließen. Dort habe ich Permanent-Magnete. Ebenso gibt es dort kein Feld, welches Verluste induziert, wie zum Beispiel beim Induktionsherd zu Hause oder bei Wirbelstrombremsen in Zügen, wo hohe Verluste entstehen.

Können sie uns kurz das Funktionsprinzip eines Reluktanz- Motors erläutern?

Terörde: Der Reluktanz-Motor arbeitet mit der anziehenden Kraftwirkung von Magneten auf Eisen, wie man das zum Beispiel von Küchenmagneten kennt. Dazu brauche ich eine leichte Unsymmetrie im Rotor, so dass die magnetischen Teile von Magnetfeldern angezogen werden, die ihrerseits durch Ströme erzeugt werden.

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Was sind die Hauptunterschiede zwischen einem Permanent-Magnet-Motor und einem Reluktanz-Motor?

Terörde: Die Hauptunterschiede liegen einmal in dem Leistungsgewicht, was bei der permanent erregten Synchronmaschine deutlich größer ist. Zum Zweiten hat der Synchronmotor etwas höhere Wirkungsgrade, insbesondere bei Volllast, und zum Dritten ist die Geräuschentwicklung bei der Reluktanz Maschine natürlich auch nicht zu vernachlässigen. Darüber hinaus spielt das Zusammenspiel mit einem Frequenzumrichter eine entscheidende Rolle für die gesamte Ansteuerung. Diese ist bei der Synchronmaschine deutlich einfacher und hat mehrere Freiheitsgrade, wodurch man die Effizienz weiter steigern kann.

Und was sind die Nachteile eines Reluktanzmotors?

Terörde: Die Nachteile eines Reluktanzmotors sind sowohl das geringere Leistungsgewicht, als auch die etwas geringere Effizienz insbesondere unter Volllast, und weil der Reluktanzmotor für sehr hohe Drehzahlen auch nicht das Maß aller Dinge ist.

Seit wann sind Reluktanzmotoren auf dem Markt?

Terörde: Reluktanzmotoren wurden erfunden im Jahre 1930, das heißt schon seit relativ langer Zeit. Es gab viele Probleme insbesondere bei der Geräuschentwicklung und er hatte nur ein geringes Leistungsgewicht. Seit ca. 20 Jahren wurden diese Probleme mehr oder weniger verringert, so dass in der heutigen Zeit auch Reluktanzmotoren natürlich ihre Daseinsberechtigung haben.

Welche Anwendungen gibt es aktuell für Reluktanzmotoren?

Terörde: Reluktanzmotoren findet man im kleinen Maßstab in Haushaltsgeräten, Lüftern und Kompressoren. Überall dort, wo das Leistungsgewicht keine entscheidende Rolle spielt und wo die Geräuschentwicklung nicht entscheidend ist.

Wo werden Permanent-Magnetmotoren eingesetzt?

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Terörde: Permanent-Magnet-Motoren werden insbesondere dort eingesetzt, wo ein hohes Leistungsgewicht erforderlich ist und wo nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung steht. Hier sind zu nennen ist die Automobilindustrie, Elektromotoren, Turboläufer und wo es auf eine besonders hohe Effizienz ankommt.

Besteht die Gefahr, dass ein Permanent-Rotor entmagnetisiert wird?

 

Terörde: In der heutigen Zeit nicht mehr. Dadurch dass die Permanentmagneten im Rotor verbaut sind, hat man magnetische Wege, so dass eine Entmagnetisierung quasi nicht mehr stattfinden kann. Ebenso wurde das Problem der Korrosion behoben. Und zum Dritten die Temperaturüberwachung. Überströme werden im Umformer überwacht.

Wie viel Seltene Erden werden gebraucht?

Terörde: Das kann man mit dem Würzen von Speisen vergleichen. Die Würzung ist das Entscheidende, aber man braucht nur wenig davon, das heißt, in allen Hightech- Geräten wird nur sehr wenig von diesem Material eingesetzt.

Können Seltene Erden recycelt werden?

Terörde: Seit einigen Jahren sind neue Methoden auf dem Markt, um das Material im großen Stil zu recyceln, insbesondere in Laptops, Handys und so weiter sind große Mengen davon verbaut, die man heutzutage wieder nutzbar machen möchte.

Herr Professor Terörde, vielen Dank für das Gespräch.

Mehr Infos über neueste Generation von Kompressoren mit Permanent-Magnet-Motor hier:

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Topics: VSD-Drehzahlregelung, Kompressortechnik, öleingespritzte Kompressoren

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