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Energiesparmotor Der Reluktanzmotor erlebt als IE4-Antrieb seine Renaissance

Autor / Redakteur: Peter F. Brosch, Hannover / Reinhard Kluger

Reluktanzmotoren sind seit 1923 bekannt und wurden seither immer wieder für spezielle Fälle eingesetzt. Eine breite Anwendung gab es aber nie, da der Motor weitgehend unbeachtet blieb. Sein Problem: die Kostenfrage bei der Läuferfertigung. Denn, die Vorzugsrichtung des Magnetflusses soll magnetisch optimal sein und deshalb muss man Blechkontur kostengünstig umsetzen. Jetzt gibt es neue Entwicklungen auf diesem Gebiet.

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Ein von einem Umrichter gespeister IE4-Motor mit Reluktanzläufer treibt eine Pumpe an. Eingestellt ist ein modifiziertes „direktes Drehmoment Regel-Verfahren“, das auf den geberlosen Reluktanzmotor speziell abgestimmt ist. <em id="ForP_8E181FA4-05F8-0B98-922F113C41D80ECF">Bild: ABB</em>
Ein von einem Umrichter gespeister IE4-Motor mit Reluktanzläufer treibt eine Pumpe an. Eingestellt ist ein modifiziertes „direktes Drehmoment Regel-Verfahren“, das auf den geberlosen Reluktanzmotor speziell abgestimmt ist. <em id="ForP_8E181FA4-05F8-0B98-922F113C41D80ECF">Bild: ABB</em>
( Archiv: Vogel Business Media )

Ein Reluktanzmotor hat in einem normalen Drehstromständer mit verteilter Wicklung einen massiven oder geblechten Läufer mit unerregten Polen, die eine möglichst ausgeprägte magnetische Vorzugsrichtung haben. Für den Betrieb am 50-Hz-Netz werden die geblechten Läufer oft auch mit Aluminium ausgespritzt, so dass der Läufer eine Kurzschlusswicklung trägt. Die Pole sind so geformt, dass bei Bestromung des Ständers ein maximales Reluktanzmoment erreicht wird. Die Folge: viel Fluss in d-Richtung und wenig Fluss in q-Richtung. Weil Eisen im Läufer stellenweise „fehlt“, fällt der Ständerstrom allerdings etwas höher aus, da er den Läufer magnetisieren muss.

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Die Reluktanzmaschine mit Kurzschlusswicklung zeigt ein Hybridverhalten: sie ist eine Kombination aus Synchron- und Asynchronmaschine. Der Läuferkäfig sorgt für ein ausreichendes asynchrones Drehmoment in der Hochlaufphase, wenn der Motor direkt an das Netz geschaltet wird. Die vom Ständerstrom erregten Pole entwickeln ein synchrones Drehmoment, das sogenannte Reluktanzmoment, wenn sich der Läufer im Einrastfall zum umlaufenden Drehfeld in die magnetische Vorzugsrichtung einstellt und dann synchron weiter umläuft. Abhängig von der Last stellt sich ein Polradwinkel d ein. Bei direktem Betrieb am 50-Hz-Netz kann die Reluktanzmaschine asynchron hochlaufen und sich in Nähe der Synchrondrehzahl synchronisieren; das Massenträgheitsmoment beeinflusst diesen Vorgang, da der Intrittfallvorgang dieses drehschwingungsfähigen Masse-Drehfeder-Systems davon abhängt. Bei Überlastung im Synchronbetrieb fällt der Läufer außer Tritt und läuft asynchron weiter, bis er bei Entlastung wieder synchronisiert und dann auch wieder synchron weiter läuft.

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