Im Vergleich zu Asynchronmotoren bieten Permanentmagnet-Synchronmotoren viele offensichtliche Vorteile. Permanentmagnet-Synchronmotoren zeichnen sich durch einen hohen Leistungsfaktor, gute Fahreigenschaften, geringe Größe, geringes Gewicht und geringe Erwärmung aus. Gleichzeitig können sie die Netzqualität verbessern, die Kapazität des bestehenden Netzes voll ausschöpfen und Investitionen in das Netz einsparen.
Vergleich von Wirkungsgrad und Leistungsfaktor
Bei der Arbeit eines Asynchronmotors absorbiert die Rotorwicklung einen Teil der Leistung aus der Netzerregung und verbraucht so Netzstrom. Dieser Teil der Leistung wird in der Rotorwicklung in Wärme umgewandelt, wodurch etwa 20–30 % der Gesamtverluste des Motors verloren gehen, was direkt zu einer Verringerung des Motorwirkungsgrads führt. Der Rotorerregerstrom wird in der Statorwicklung in induktiven Strom umgewandelt, sodass der Strom in der Statorwicklung hinter der Netzspannung zurückbleibt, was zu einer Verringerung des Leistungsfaktors des Motors führt.
Darüber hinaus sinken bei einem Lastfaktor (= P2 / Pn) von < 50 % die Betriebseffizienz und der Betriebsleistungsfaktor eines Asynchronmotors erheblich, sodass dieser im Allgemeinen im wirtschaftlichen Bereich betrieben werden muss, d. h. bei einer Lastrate von 75 %–100 %.
Bei Permanentmagnet-Synchronmotoren sind Permanentmagnete im Rotor eingebettet. Diese Permanentmagnete erzeugen das Magnetfeld des Rotors. Im Normalbetrieb sind Rotor- und Statormagnetfeld synchron, es entsteht kein induzierter Strom im Rotor und es tritt kein Rotorwiderstandsverlust auf. Allein dadurch kann der Wirkungsgrad des Motors um 4 % bis 50 % verbessert werden. Da im Rotor des Permanentmagnet-Synchronmotors kein Induktionsstrom vorhanden ist, kann die Statorwicklung rein ohmsch belastet werden, sodass der Leistungsfaktor des Motors nahezu 1 beträgt. Bei Permanentmagnet-Synchronmotoren ändern sich Wirkungsgrad und Betriebsleistungsfaktor bei einer Belastung von > 20 % kaum, der Wirkungsgrad liegt bei > 80 %.
Anlaufdrehmoment
Beim Starten eines Asynchronmotors muss der Motor ein ausreichend großes Anlaufdrehmoment aufweisen. Der Anlaufstrom darf jedoch nicht zu hoch sein, um einen übermäßigen Spannungsabfall im Netz zu vermeiden und den normalen Betrieb anderer Motoren und angeschlossener elektrischer Geräte zu beeinträchtigen. Ein zu hoher Anlaufstrom führt zudem zu einer übermäßigen elektrischen Krafteinwirkung auf den Motor selbst. Bei häufigem Starten besteht die Gefahr einer Überhitzung der Wicklungen. Daher steht die Entwicklung eines Asynchronmotors oft vor einem Dilemma.
Permanentmagnet-Synchronmotoren können auch im asynchronen Startmodus verwendet werden, da die Rotorwicklung des Permanentmagnet-Synchronmotors im Normalbetrieb nicht funktioniert. Bei der Konstruktion von Permanentmagnetmotoren kann die Rotorwicklung so gestaltet werden, dass sie die Anforderungen des hohen Anlaufdrehmoments vollständig erfüllt. Beispielsweise kann das Anlaufdrehmoment des Asynchronmotors um das 1,8- bis 2,5-fache oder sogar mehr erhöht werden. Dies stellt eine bessere Lösung für herkömmliche Antriebsgeräte dar und löst effektiv das Phänomen „große Pferde ziehen kleine Autos“.t“ in konventionellen Kraftgeräten.
BetriebTemperaturanstieg
Beim Betrieb eines Asynchronmotors fließt Strom durch die Rotorwicklung. Dieser Strom wird vollständig in Form von Wärmeenergie verbraucht, sodass in der Rotorwicklung große Wärmemengen entstehen und die Temperatur des Motors ansteigt, was sich erheblich auf die Lebensdauer des Motors auswirkt.
Beim Permanentmagnet-Synchronmotor kommt es aufgrund seines hohen Wirkungsgrades zu keinem Widerstandsverlust in der Rotorwicklung und einem geringeren oder fast keinem Blindstrom in der Statorwicklung, sodass der Temperaturanstieg des Motors gering ist und sich die Lebensdauer des Motors dadurch verlängert.
Einfluss auf den Netzbetrieb
Aufgrund des niedrigen Leistungsfaktors eines Asynchronmotors muss dieser eine große Menge Blindstrom aus dem Stromnetz aufnehmen. Dadurch entsteht ein hoher Blindstromanteil im Stromnetz, in den Übertragungs- und Umspannanlagen sowie in den Stromerzeugungsanlagen. Dies führt zu einer Verschlechterung der Netzqualität. Dies erhöht nicht nur die Belastung des Stromnetzes, sondern verbraucht gleichzeitig einen Teil der elektrischen Energie im Stromnetz, was zu einer geringeren Effizienz und einer Beeinträchtigung des Stromnetzes führt. Gleichzeitig verbraucht der Blindstrom einen Teil der elektrischen Energie im Stromnetz, in den Übertragungs- und Umspannanlagen sowie in den Stromerzeugungsanlagen, was die Effizienz des Stromnetzes beeinträchtigt und die effektive Energienutzung beeinträchtigt. Ebenso muss aufgrund des niedrigen Wirkungsgrads von Asynchronmotoren zur Deckung des Leistungsbedarfs mehr Strom aus dem Netz aufgenommen werden, was den Energieverlust weiter erhöht und die Netzbelastung erhöht.
Bei Permanentmagnet-Synchronmotoren ist der Rotor ohne Induktionsstromerregung ebenfalls hoch, was nicht nur die Netzqualität verbessert, sondern auch die Installation von Blindleistungskompensationsanlagen überflüssig macht. Darüber hinaus spart der hohe Wirkungsgrad des Permanentmagnet-Synchronmotors auch Strom im Netz.
Anhui Mingteng Permanentmagnetische Maschinen und elektrische Geräte Co., Ltd.wurde 2007 gegründet und ist einer der ersten Hersteller in China, der Permanentmagnetmotoren entwickelt und produziert. Das Unternehmen verfügt über ein umfassendes Team für Forschung und Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Kundendienst. Das Unternehmen setzt stets auf unabhängige Innovationen und folgt der Unternehmensphilosophie „erstklassige Produkte, erstklassiges Management, erstklassiger Service und erstklassige Marken“. Es entwickelt maßgeschneiderte, intelligente Permanentmagnetmotorsysteme und energiesparende Gesamtlösungen für seine Anwender und strebt danach, ein führender und maßgebender Anbieter in der chinesischen Industrie für Seltenerd-Permanentmagnetmotoren zu werden.
Veröffentlichungszeit: 11. Dezember 2023