Was sind die Hauptaspekte der hervorragenden Leistung von Permanentmagnetmotoren? Gibt es keine Nachteile?

Was sind die Hauptaspekte der hervorragenden Leistung von Permanentmagnetmotoren? Gibt es keine Nachteile?

Im Vergleich zu gewöhnlichen Drehstrom-Asynchronmotoren bieten Permanentmagnet-Synchronmotoren die Vorteile eines hohen Anlaufdrehmoments, einer kurzen Anlaufzeit und einer hohen Überlastfähigkeit.

Sie können die installierte Leistung der Geräte, die Motoren antreiben, entsprechend der tatsächlichen Wellenleistung reduzieren, wodurch Energie gespart und gleichzeitig die Investitionen in Anlagevermögen reduziert werden.

Relativ gesehen sind Permanentmagnet-Synchronmotoren einfach zu steuern, da die Drehzahl nur durch die Frequenz bestimmt wird.

Sie arbeiten reibungslos und zuverlässig, ohne durch Last- oder Spannungsschwankungen beeinträchtigt zu werden.

Aufgrund der strikten Synchronisierung der Drehzahl des Permanentmagnet-Synchronmotors weist er eine gute dynamische Reaktionsleistung auf und eignet sich besser für die Steuerung mit variabler Frequenz.

Die Vorteile von Permanentmagnet-Synchronmotoren liegen in ihren geringen Verlusten und Temperaturanstiegen sowie einem hohen Leistungsfaktor und Wirkungsgrad.

Genau dies wird in Bezug auf die Motorleistung angestrebt, was den Marktanwendungsstatus von Permanentmagnetmotoren bestimmt.

Warum haben Permanentmagnetmotoren geringe Verluste und einen geringen Temperaturanstieg?

Dadurch, dass das Magnetfeld des Permanentmagnet-Synchronmotors durch den Permanentmagneten erzeugt wird, werden Erregerverluste vermieden, die durch die Erzeugung eines Magnetfeldes durch Erregerstrom entstehen, was wir als Kupferverluste bezeichnen.

Wenn der Motor läuft, fließt kein Strom im Rotor, wodurch der Temperaturanstieg des Motors deutlich reduziert wird.

Unvollständigen Statistiken zufolge kann der Temperaturanstieg bei ähnlichen Lastbedingungen um etwa 20 K reduziert werden.

Hoher Leistungsfaktor und hoher Wirkungsgrad des Permanentmagnet-Synchronmotors.

Im Vergleich zu Asynchronmotoren weisen Permanentmagnet-Synchronmotoren bei geringer Belastung deutlich höhere Wirkungsgrade auf.

Sie verfügen über einen breiten Wirkungsgradbereich und ihr Wirkungsgrad liegt im Lastbereich von 25 % bis 120 % bei über 90 %.

Der Nennwirkungsgrad von Permanentmagnet-Synchronmotoren kann die Energieeffizienzanforderungen der Stufe 1 der aktuellen nationalen Normen erfüllen, was im Hinblick auf die Energieeinsparung ihren größten Vorteil gegenüber Asynchronmotoren darstellt.

Im realen Betrieb arbeiten Motoren beim Antrieb von Lasten selten mit voller Leistung.

Dafür gibt es mehrere Gründe: Einerseits legen Konstrukteure bei der Motorauswahl die Motorleistung in der Regel anhand der extremen Betriebsbedingungen der Last fest. Diese extremen Bedingungen kommen jedoch sehr selten vor. Um ein Durchbrennen des Motors unter anormalen Bedingungen zu verhindern, sehen die Entwickler außerdem während der Konstruktion eine zusätzliche Leistungsreserve für den Motor vor.

Andererseits lassen Motorenhersteller in der Regel einen gewissen Leistungsspielraum, der über die Anforderungen der Benutzer hinausgeht, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Infolgedessen arbeiten die meisten Motoren in der Praxis mit weniger als 70 % ihrer Nennleistung, insbesondere wenn sie Lüfter- oder Pumpenlasten antreiben, wo sie normalerweise in Regionen mit geringer Last betrieben werden.

Bei Asynchronmotoren ist ihr Wirkungsgrad bei geringer Belastung sehr gering; Permanentmagnet-Synchronmotoren können jedoch auch unter leichten Lastbedingungen einen hohen Wirkungsgrad aufrechterhalten.

Permanentmagnet-Synchronmotoren haben einen hohen Leistungsfaktor, der unabhängig von der Motorleistung ist. Bei Volllastbetrieb liegt der Leistungsfaktor des Motors nahe bei 1. Dies führt im Vergleich zu Asynchronmotoren zu kleineren Motorströmen und geringeren Kupferverlusten im Stator, was zu einem höheren Wirkungsgrad führt.

Andererseits nimmt der Leistungsfaktor von Asynchronmotoren mit steigender Leistung ab.

Darüber hinaus ist es aufgrund des hohen Leistungsfaktors von Permanentmagnet-Synchronmotoren theoretisch möglich, die Kapazität der zugehörigen Stromversorgung (Transformator) zu reduzieren sowie die Spezifikationen für zugehörige Schaltanlagen und Kabel zu senken.

Nachteile von Permanentmagnet-Synchronmotoren

Permanentmagnet-Synchronmotoren haben auch ihre Nachteile, wie zum Beispiel: Der Anlaufstrom von Permanentmagnet-Synchronmotoren ist etwa neunmal so hoch wie der von Asynchronmotoren; Permanentmagnet-Synchronmotoren können nicht durch Spannungsreduzierung gestartet werden.

Denn unter der Bedingung einer Spannungsreduzierung der Stromversorgung nimmt das asynchrone Anlaufdrehmoment stärker ab als das von Asynchronmotoren, was zu Startschwierigkeiten führt.

Bei den verschiedenen Geräteherstellern für Permanentmagnet-Synchronmotoren gibt es erhebliche Unterschiede in den Selbststarteigenschaften und dem Rückkopplungsstrom während eines Systemkurzschlusses. Aufgrund der Schwierigkeit, relevante Daten zu erhalten, bringt der Einsatz von Permanentmagnet-Synchronmotoren einige Unsicherheitsfaktoren mit sich bis hin zum Kurzschlussniveau und zur Überprüfung der Anlaufberechnung von Energiesystemen.