Der Reluktanzmotor erlebt als IE4-Antrieb seine Renaissance

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Läuft mit variabler Frequenz am Standard-Umrichter

Reluktanzmaschinen arbeiten prinzipiell auch im Grunddrehzahlbereich mit variabler Drehzahl am Frequenzumrichter. Dann ist kein Kurzschlusskäfig notwendig, weil sich der Reluktanzläufer beim Einschalten des Umrichters synchronisiert und frequenzsynchron hochfahren lässt. Die Umrichter werden mit der U/f-Kennliniensteuerung betrieben. Der Anlauf lässt sich optimieren, wenn man eine angepasste U/f-Kennlinie benutzt, bei der man mehrere Punkte der U/f-Kennlinie parametrieren kann. Der Kurzschlusskäfig wirkt (selbsterregten) Pendelungen des Läufers entgegen.

Solche Antriebe mit Reluktanzmotoren werden z.B. in Textilmaschinen eingesetzt. Mehrere Maschinen – bis zu 100 Einheiten – arbeiten dort an einem gemeinsamen Frequenzumrichter und laufen durch den Antrieb mit Reluktanzmotoren im Parallelbetrieb alle drehzahlsynchron. Sie machen so aber auch gemeinsam Drehzahländerungen mit, um z.B. die Fäden in der Struktur (Spinn-Streck-Texturiermaschine) leicht zu verändern. Um die Läuferverluste zu reduzieren, hat man in den letzten Jahren große Anstrengungen unternommen. So wird das Aluminium in den Läufern von Asynchronmotoren durch das besser leitende Kupfer ersetzt oder die Läuferwicklung durch hocheffektive Permanentmagnete aus NeFeB ersetzt, um den Erregerstrom bei den Synchronmotoren zu sparen. Der Reluktanzläufer benötigt beides nicht, weil er weder eine Kurzschlusswicklung benötigt noch eine Erregerwicklung oder ersatzweise teuere Magnete erforderlich sind.

Im Betrieb treten fast keine elektrischen Läuferverluste auf, wenn man von geringen Eisenverlusten in den Blechen am Luftspalt absieht. Dadurch ist er auch bestens geeignet, in Hochwirkungsgrad-Motoren eingesetzt zu werden. Ziel ist es dort, die (Läufer-)verluste so gering wie möglich zu halten. Durch die geringeren Verluste erwärmt sich der ganze Motor weniger, was sowohl den Lagern als auch der Wicklungsisolation zu gute kommt. Besonders interessant ist, dass die reduzierten Verluste den Motorwirkungsgrad erheblich ansteigen lassen.

ABB hat jetzt einen IE4-Motor mit Reluktanzläufer im Programm, der, so zeigte eine Installation auf der Hannover Messe 2011 von einem Umrichter (AC850) gespeist wird, eine Pumpe antreibt.

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