Permanentmagnetmaschine Permanentmagnetmaschinen haben sich zu einer praktikablen Lösung entwickelt

Die Fortschritte bei magnetischen Werkstoffen machen es möglich: Heute lassen sich niedertourige Antriebe mit hohen Drehmomenten mit Hilfe von Permanentmagneten realisieren, die ohne Erregersystem und Getriebe auskommen. Das spart nicht nur Energie, sondern bietet auch weitere Vorteile für Industriebetriebe, Azipod-Schiffsantriebe und Windkraftanlagen.

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halstrup-walcher GmbH

OSWALD Elektromotoren GmbH

ATE Antriebstechnik und Entwicklungs GmbH & Co. KG

ABB AG

Der Gedanke, Permanentmagneten (PM) zur Erregung in elektrischen Maschinen einzusetzen, ist nicht neu. In den letzten zehn Jahren hat sich die PM-Technologie insbesondere bei Direktantrieben mit niedrigen Drehzahlen und hohem Drehmoment zu einer technisch und wirtschaftlich praktikablen Lösung entwickelt.

Die PM-Technologie bietet einige klare Vorteile gegenüber anderen Erregungsmethoden für elektrische Maschinen. Fortschritte in der Permanentmagnettechnologie und sinkende Kosten ermöglichten ihre Verbreitung in jüngerer Zeit (Bild 1).

ABB hat Produkte auf Basis der PM-Technologie vor allem für Anwendungen mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment entwickelt, wie sie zum Beispiel in der Prozessindustrie, bei Schiffsantrieben und in der Windenergiebranche zu finden sind.

Weitere Vorteile lassen sich durch den Einsatz von vollständig elektrischen Direktantrieben erzielen, bei denen das Getriebe und die dazugehörigen Anbauteile entfallen (Bild 2). Dies sorgt für geringere Verluste und eine höhere Zuverlässigkeit des gesamten Antriebs. So mindert ein dreistufiges Getriebe in einer 3-MW-Windkraftanlage die Gesamteffizienz um etwa 3 %. Außerdem wird durch den Wegfall des Getriebes und der Antriebsspindeln wertvoller Platz eingespart.

Eine PM-Maschine kann robust und einfach ausgeführt werden

Eine PM-Maschine kann ebenso robust und einfach ausgeführt werden wie ein vergleichbarer Asynchronmotor mit Käfigläufer. Wird eine PM-Maschine zusammen mit einem drehzahlgeregelten Frequenzumrichter von ABB mit direkter Drehmomentregelung (Direct Torque Control, DTC) eingesetzt, wird kein Geber zur Rückmeldung der Rotordrehzahl benötigt. Hinsichtlich der Verfügbarkeit ist ein solcher Antrieb anderen derzeit verfügbaren Technologien im niedrigen Drehzahl- und hohen Drehmomentbereich überlegen.

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