Motorart |
Drehzahlkennlinien |
Kennzeichen |
Vor-/
Nachteile
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Gleichstrommotor |
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Drehzahlveränderung
durch Änderung
der Versorgungsspannung (Anker).
Durch das konstante Erregerfeld verhält
sich die Drehzahl direkt proportional
zur angelegten Ankerspannung.
Auftretende statische und dynamische
Belastungen gleicht der Regler durch
entsprechende Spannungserhöhungen aus. Elektrische
Wicklung im Rotor,
Permanentmagnete /Erregerwicklung
im Stator. |
Vorteile:
- lineares Übertragungsverhalten
- sehr einfache Ansteuerung, Drehzahl-
einstellung
- hohe Überlastfähigkeit Nachteile:
- verschleißbehaftet aufgrund
mechanischem Kommutator
- vergleichsweise geringe Leistungs-
dichte
- Verluste (thermisch) entstehen im
Rotor und sind deshalb schwer
abzuführen
- maximale Drehzahl durch mech.
Kommutator begrenzt
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Bürstenloser
Gleichstrommotor |
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Drehzahlveränderung
durch Änderung der Versorgungsspannung (Anker). Durch das konstante
Erregerfeld verhält sich die Drehzahl direkt proportional zur angelegten
Ankerspannung. Auftretende statische und dynamische Belastungen
gleicht der Regler durch entsprechende Spannungserhöhungen aus.
Elektrische
Wicklung im Stator, Permanentmagnete im Rotor.
Im
Gegensatz zum obigen Modell erzielt man hier bessere Leitungsdaten
und einen geringeren Wartungsaufwand.
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Vorteile:
- lineares Übertragungsverhalten
- einfache Ansteuerung, Drehzahl-
einstellung
- einfache Messung der Rotorlage für
Einstellung der blockförmigen Spannung
möglich
- gute Wärmeabführung über Oberfläche
des Motors Nachteile:
- praktisch vorhandene geringe
Momentenwelligkeiten
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Synchronmotor |
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Wicklungen
im Stator, im Rotor Permanentmagnete oder Kurzschlußläufer |
Vorteile:
- gute Wärmeabführung über Oberfläche
des Motors
- sehr hohe Leistungsdichte erreichbar,
geringe Rotorträgheit
- sehr gute Rundlaufgüte (Moment) auch
bei geringer Drehzahl , da sinusförmige
Ansteuerung i.d.R. dreiphasig
- hohe Dynamik durch Permanentmagnete
(Seltene Erden), geringe Verlustleistung
im Rotor, da Magnetfeld nicht elektrisch
erzeugt werden muß
- hohes Moment beginnend vom Stillstand
an
- wartungsfrei Nachteile:
- aufwendige Drehzahleinstellung
(Frequenz und Spannung) mit Frequenz-
umrichter (heute durch integrierte
Schaltungen und Leistungs-ICs für im
WZM-Bau benötigte Motorleistungen
gelöst), Linearisierung durch Anschalte-
ektronik erreichbar, aber prinzipieller
Aufwand.
- Gefahr der Entmagnetisierung bei
Überlastung (zu hohes Feld oder zu
hohe Temperatur)
- Betrieb im Feldschwächbereich nur sehr
eingeschränkt möglich (gegen Magnete
arbeiten)
- Winkellagemesssystem notwendig
(Resolver, optischer Drehgeber)
- Magnetmaterial (Seltene Erden) sehr
teuer
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Asynchronmotor |
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Vorteile:
- sehr robust auch bei kurzzeitiger
Überlastung,
keine Entmagnetisierungsgefahr
- großer Drehzahlstellbereich durch
Feldschwächung
- einfacher mechanischer Aufbau des
Motors, keine teureren Materialien
(Seltene Erden Magnete)
- wartungsfrei Nachteile:
- geringere Dynamik als Synchron-
motor, da Magnetfeld im Rotor erst
durch elektrisches Feld in Wicklungen
erzeugt werden muss
- sehr nichtlineares
Übertragungsverhalten bei Drehzahl-
einstellung, noch „nichtlinearer“
als bei
Synchronmotor, aber durch
Kompensationsnetzwerk“
(inverses Motormodell) heute
elektronisch linearisierbar, Problem wie
bei Synchronmotor gelöst.
- höhere Verlustleistung in Rotor
(elektrische Verluste, Wärme) wegen
Felderzeugung
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