Was ist ein Reluktanzmotor?

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Ein Reluktanzmotor ist ein Elektromotor, der in seinem Rotor temporäre Magnetpole erzeugt. Es wird so genannt, weil es magnetische Reluktanz zur Drehmomenterzeugung nutzt. Der Hauptvorteil dieses Motortyps besteht darin, dass er typischerweise eine hohe Leistungsdichte bei gegebenen Kosten erzeugt. Der Hauptnachteil dieses Motors besteht darin, dass er bei niedriger Drehzahl dazu neigt, Drehmomentschwankungen zu erzeugen, was zu Geräuschen führt.

Der Einsatz von Reluktanzmotoren war traditionell durch die Komplexität ihres Designs und ihrer Steuerungsmethode begrenzt. Fortschritte bei Computer-Designtools haben dazu beigetragen, die Designbeschränkungen dieser Motoren zu überwinden. Die sinkenden Kosten eingebetteter Mikroprozessoren ermöglichten diesen Motoren eine angemessene Steuerung zu akzeptablen Kosten. Diese Mikroprozessoren nutzen Parameter wie Rotorposition, Strom und Spannung zur Steuerung des Motors.

Stator und Rotor eines Reluktanzmotors bestehen aus einem hochformbaren magnetischen Material wie Siliziumstahl. Stator und Rotor enthalten zahlreiche Vorsprünge, die magnetische Pole erzeugen. Der Rotor enthält normalerweise weniger Pole als der Stator. Dadurch wird verhindert, dass sich alle Pole gleichzeitig aufreihen und der Motor kein Drehmoment erzeugen kann. Die Ungleichheit zwischen der Anzahl der Rotorpole und der Anzahl der Statorpole verringert auch die Drehmomentwelligkeit.

Die maximale magnetische Reluktanz entsteht, wenn ein Rotorpol in einem Reluktanzmotor genau zwischen zwei Statorpolen liegt. Diese Position wird auch als völlig falsch ausgerichtete Rotorpolposition bezeichnet. Der minimale magnetische Widerstand tritt auf, wenn mindestens zwei Rotorpole mit mindestens zwei Statorpolen ausgerichtet sind. Diese Position wird als Rotorpol-Ausrichtungsposition bezeichnet.

Der Statorpol erzeugt ein Magnetfeld, das den nächstgelegenen Rotorpol aus der völlig falsch ausgerichteten Position in eine ausgerichtete Position zieht und so ein Drehmoment erzeugt. Das Magnetfeld des Stators dreht sich weiter und zieht den Rotor mit. Die meisten modernen Reluktanzmotoren nutzen die Kommutierung, um Aspekte des Motorverhaltens zu steuern, wie z. B. das Starten des Motors, seinen gleichmäßigen Lauf und die Festlegung seiner Drehzahl. Einige Varianten dieses Motortyps verwenden möglicherweise dreiphasigen Wechselstrom (AC).

Ein Synchronreluktanzmotor hat die gleiche Anzahl an Stator- und Rotorpolen. Löcher im Rotor erzeugen Bereiche mit geringem Fluss, um diese Gleichheit zwischen Stator und Rotor zu erreichen. Diese Art von Reluktanzmotor enthält normalerweise vier oder sechs Pole. Die Energieverluste des Rotors sind deutlich geringer als bei Induktionsmotoren, da der Rotor keine elektrisch leitenden Teile enthält.

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