Im Vergleich zu herkömmlichen Drehstrom-Asynchronmotoren bieten Permanentmagnet-Synchronmotoren die Vorteile eines hohen Anlaufdrehmoments, einer kürzeren Anlaufzeit und einer hohen Überlastfähigkeit. Dadurch kann die installierte Leistung des Antriebsmotors der Anlage entsprechend der tatsächlichen Wellenleistung reduziert werden, was Energie spart und gleichzeitig die Investitionen in Anlagevermögen verringert.
Im Vergleich zu anderen Motoren ist die Steuerung von Permanentmagnet-Synchronmotoren komfortabel, da die Drehzahl ausschließlich über die Frequenz bestimmt wird. Der Betrieb ist ruhig und zuverlässig und unempfindlich gegenüber Last- und Spannungsschwankungen. Aufgrund der streng synchronen Drehzahl des Permanentmagnet-Synchronmotors ist sein dynamisches Ansprechverhalten gut, weshalb er sich besonders für die Frequenzsteuerung eignet.
Der Vorteil vonPermanentmagnet-Synchronmotorliegt eher in seinen zwei niedrigen und zwei hohen Eigenschaften, nämlich geringem Verlust und Temperaturanstieg, hohem Leistungsfaktor und Wirkungsgrad, was genau das ist, was die Leute von der Leistung des Motors erwarten und was auch den Markteinsatzstatus von Permanentmagnetmotoren bestimmt.
Permanentmagnetmotoren zeichnen sich durch geringe Verluste und geringe Temperaturerhöhung aus.
Da das Magnetfeld des Permanentmagnet-Synchronmotors durch die Permanentmagnete erzeugt wird, wird vermieden, dass der Erregerstrom zur Erzeugung des Magnetfelds durch Erregungsverluste, d. h. Kupferverluste, benötigt wird; der Motorbetrieb erfolgt stromlos, wodurch der Temperaturanstieg des Motors deutlich reduziert wird. Laut unvollständigen Statistiken ist der Temperaturanstieg unter gleichen Lastbedingungen um etwa 20 K geringer.
Hoher Leistungsfaktor und hoher Wirkungsgrad von Permanentmagnet-Synchronmotoren
Permanentmagnet-Synchronmotoren weisen im Vergleich zu Asynchronmotoren deutlich höhere Wirkungsgrade bei Teillast auf und arbeiten in einem breiten Bereich mit hohem Wirkungsgrad. Innerhalb des Lastbereichs von 25 % bis 120 % erreichen sie einen Wirkungsgrad von über 90 %. Der Nennwirkungsgrad von Permanentmagnet-Synchronmotoren erfüllt die Anforderungen der aktuellen nationalen Norm für Energieeffizienzklasse 1, was einen der größten Vorteile hinsichtlich der Energieeinsparung gegenüber Asynchronmotoren darstellt.
Im realen Betrieb laufen Motoren unter Last selten mit voller Leistung. Der Grund dafür ist: Zum einen legen Konstrukteure bei der Motorauswahl die Motorleistung in der Regel anhand der Grenzlastbedingungen fest. Da Grenzlastbedingungen jedoch selten auftreten, wird zur Vermeidung von Motorschäden durch anormale Betriebsbedingungen zusätzlich eine Leistungsreserve eingeplant. Zum anderen kalkulieren Motorenhersteller die Leistung üblicherweise auf Basis der Kundenanforderungen und lassen ebenfalls eine gewisse Reserve ein, um die Zuverlässigkeit des Motors zu gewährleisten. Dies führt dazu, dass Motoren im realen Betrieb meist unter 70 % ihrer Nennleistung laufen, insbesondere beim Antrieb von Lüftern oder Pumpen. Sie arbeiten üblicherweise im Teillastbereich. Asynchronmotoren weisen im Teillastbereich einen sehr geringen Wirkungsgrad auf, während Permanentmagnet-Synchronmotoren auch unter Teillast einen hohen Wirkungsgrad beibehalten können.
Der Leistungsfaktor von Permanentmagnet-Synchronmotoren ist hoch und unabhängig von der Stufenzahl. Bei Volllast liegt der Leistungsfaktor nahe bei 1. Im Vergleich zu Asynchronmotoren ist der Motorstrom daher geringer, was zu einem niedrigeren Stator-Kupferverbrauch und einem höheren Wirkungsgrad führt. Der Leistungsfaktor von Asynchronmotoren sinkt mit zunehmender Stufenzahl. Aufgrund des hohen Leistungsfaktors von Permanentmagnet-Synchronmotoren kann die benötigte Leistung des Transformators theoretisch reduziert werden, wodurch sich auch die Anforderungen an Schaltanlagen und Kabel verringern.
Veröffentlichungsdatum: 24. Mai 2024