Synchron-Reluktanzmotor

Dieser Motortyp, kurz SynRM genannt, ist nach aktuellem Stand der Motor der Zukunft. Argumente dafür sind, dass der Synchron-Reluktanzmotor:

Die Technik des SynRM ist lange bekannt, der Betrieb ohne elektronische Regelung und Rotorlagegeber war allerdings schwierig.

Der SynRM kann nur mit einem Frequenzumrichter (FU) betrieben werden, daher muss die Verlustleistung des FU zusätzlich berücksichtigt und kompensiert werden.

Anfangs wurden Pumpen und Lüfter mit SynRM betrieben, da diese durch die quadratische Kennlinie einfach zu regeln waren. Außerdem hat der ASM im Teillastbereich einen relativ schlechten Wirkungsgrad.

Hersteller wie ABB und Siemens - welche sowohl die Motoren als auch die Umrichter herstellen - sind in der Lage, die meisten Anwendungen mit vektorgeregelten, preiswerteren Umrichtern umzusetzen. Dies ist für die Hersteller beider Bauteile einfacher umzusetzen, da die Daten der Bauteile genau bekannt sind und auf dem eigenen Prüffeld optimiert und voreingestellt werden können.

Anwender wünschen sich jedoch keine Abhängigkeit von einzelnen Herstellern und möchten andere Motoren- oder FU-Fabrikate einsetzen bzw. diese kombinieren.

Der nachstehende Bericht beschäftigt sich genau mit diesem Thema und den Einsatz in Industrieanwendungen um den ASM zu ersetzen.

Herstellerübergreifender Einsatz von SynRM

Es geht um Netzspannungen von 230-690 V, 50/60 Hz oder DC-Netz ähnlicher Spannung und Motoren von 0,06 bis etwa 1.000 kW für Industrie, Gebäude, ortsfeste Logistik (Hochregale, Förderbänder) und vergleichbare Anwendungen. Die Energie-Rückgewinnung (siehe DC-Industrie) spielt ebenfalls eine wichtige Rolle.

Der Aufbau eines SynRM ist vergleichbar einfach wie der des ASM und damit sehr reparaturfreundlich. Da er nur eine geringe Temperatursteigerung bei Volllast hat, kann er auch bei hoher Umgebungstemperatur eingesetzt werden. Ein PM ist dafür nicht geeignet, da er seine Magnetkraft verliert.

Die meisten Hersteller bauen 4-polige Motoren, welche dann mittels der passenden Frequenz auf die gewünschte Drehzahl gebracht werden.

Wenn man sich die meisten Produktionsprozesse ansieht, ist es sinnvoll, sogar laufende Motore gegen SynRM auszutauschen. Die Amortisationszeit ist dann gering. Hierbei muss der Prozess und der Leistungsverlauf bekannt sein oder gemessen werden, um eine objektive Bewertung abzugeben.

Laut Studien betragen die Energiekosten eines Motors 90-97 % der Gesamtkosten des Antriebs gegenüber den Anschaffungs- und Wartungskosten (3-10%). Ein unschlagbares Argument für diese leistungsfähige Antriebsart im Vergleich zu Billig-Motoren. Sobald eine hohe Herstellmenge erreicht wird, ist der Preis nicht höher als bei einen ASM.

Eine Ausnahme gibt es: Bei immer gleicher Last und Drehzahl mit der Motorfrequenz ist ein IE3- oder IE4-ASM ohne Umrichter günstiger zu betreiben, da die Umrichter-Verluste kompensiert werden müssen. Ein SynRM muss am Umrichter betrieben werden, ein Netzbetrieb ist nicht möglich.