Antriebstechnik: Energie sparen mit Permanent-Magnetmotoren von Bauer Gear Motor

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Der Getriebemotorenspezialist Bauer Gear Motor hat mit seinem Angebot der Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) auf der Hannover Messe 2012 seine Fähigkeit demonstriert, der Industrie große Energieeinsparungen und reduzierte Kosten zu bieten. Die PMSM-Motoren entsprechen bereits den Anforderungen der bald in Kraft tretenden Klassifizierung IE4 (Super-Premium-Effizienz). Dies wird durch ihr Potenzial belegt, Im Vergleich mit einem umrichtergeregelten IE2-Kurzschlussläufermotor Energieeinsparungen von bis zu 40 Prozent zu erzielen.

Die PMSM-Reihe ist eine umweltfreundliche Motorenfamilie, die eine Rotortechnologie mit einem hohen Wirkungsgrad verwendet, welche eingebettete Permanentmagnete aus seltenen Erdmetallen anstatt des Kurzschlussläuferrotors enthält, der in Induktionsmotoren eingesetzt wird. Diese Konstruktion bietet eine Reihe wichtiger Vorteile. Sie reduziert den Wärmeverlust des Rotors um 100 Prozent, den Gesamtverlust des Motors um ungefähr 25 Prozent und erhöht den Gesamtwirkungsgrad um 10 Prozent oder mehr. Für den PMSM-Benutzer bedeutet diese verbesserte Leistung geringere Gesamtbetriebskosten, eine Reduzierung der CO2-Emissionen sowie fortlaufende Einsparungen, die Rücklagen für zukünftige Erhöhungen der Energiekosten ermöglichen.

PMSM-Synchronmotoren bieten eine beträchtlich verbesserte Effizienz im Vergleich zu Induktionsmotoren sogar unter Teillastbedingungen sowie einen äußerst hohen Wirkungsgrad im Nennbetriebspunkt. Sie haben außerdem eine deutlich höhere Leistungsdichte, was bei Getriebemotoren einen höheren Systemwirkungsgrad bei minimalem Installationsvolumen sowie ein reduziertes Gewicht ermöglicht. Was noch wichtiger ist – PMSM-Motoren können für das gleiche Installationsvolumen höhere Drehmomente als herkömmliche Induktionsmotoren erzeugen. Dieser Faktor bietet Kosteneinsparungen durch die Möglichkeit, bei einigen Anwendungen eine kleinere Motorgröße zu verwenden.

Bauer hat beträchtliche Konstruktions- und Entwicklungszeit darauf verwendet zu gewährleisten, dass seine PMSM-Motoren- und -Antriebspakete innerhalb eines breiten Teillastbereichs bis zu einem Lastfaktor von 1:5 hohe Wirkungsgrade bieten.

Da diese Motoren sowohl Effizienz als auch Flexibilität liefern, bedeutet die Kombination dieser Merkmale in einer kompakten Größe bei einem hohen Nenndrehmoment, dass sie zu einer wesentlichen Verringerung des Inventars großer Firmen und Lager von Drittanbietern beitragen können. Dies bietet im Bereich der Getriebemotoren bei höchster Energieeinsparung die Möglichkeit, die Vielfalt der verschiedenen Asynchrongetriebemotoren im Feld in ihrer Varianz und folglich weitere Kosten in der Lagerung, Logistik, Instandhaltung und der Inbetriebnahme deutlich zu reduzieren.

Die Synchronbauweise der PMSM-Motoren bedeutet, dass sie nicht nur bei der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Leistung überlegen sind, sondern auch den zusätzlichen Vorteil bieten, eine konstante Drehzahl unabhängig von der Last beizubehalten. Dies bedeutet, dass die Motordrehzahl trotz Überlastschwankungen oder Spannungsabfällen nicht variiert, solange die Netzstromversorgungsfrequenz konstant bleibt.

Die PMSM-Motorenreihe ist in belüfteter und unbelüfteter Ausführung in einem Leistungsbereich von 0,55 kW bis 15 kW erhältlich. Die für Umrichterbetrieb ausgelegten Motoren werden mit Eingangsspannungen von 380V bis 500V betrieben. Sie bieten bei konstantem Drehmoment einen erweiterten Drehzahlbereich.

Die niedrigen Betriebs- und Wartungskosten der PMSM-Motoren bedeuten, dass sie den optimalen Energiesparantrieb für den Einsatz von Lüftern, Pumpen und Verdichtern sowie Anwendungen mit konstantem Drehmoment wie Aufzüge und Förderbänder darstellen.

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