Asynchronmotor

Asynchronmotoren gehören zur Klasse der elektrischen Antriebssysteme und kommen in zahlreichen industriellen Branchen und Anwendungen zum Einsatz. Das Leistungsspektrum erstreckt sich dabei von Kleingeräten im Milliwatt-Bereich bis zu großen elektrischen Motoren im Gigawatt-Bereich.

Der auch als Drehstrommotor bezeichnete Antrieb zeichnet sich vor allem durch einen hohen Wirkungsgrad, eine robuste Bauweise sowie einen zuverlässigen Betrieb aus. Dank der weltweiten Verbreitung sind Asynchronmotoren international normiert und werden hinsichtlich der Energieeffizienz in verschiedenen Kategorien klassifiziert.

Youtube Asynchronmotoren von KOCO MOTION



Technische Details zum Asynchronmotor

Elektrische Antriebe dienen im Wesentlichen der Umwandlung elektrischer in mechanische Energie. Der Motor nimmt dabei Energie in Form elektrischen Stroms auf und wandelt diese mithilfe eines Stators und eines Rotors in Bewegungsenergie um, um so Längs- als auch Drehbewegungen realisieren zu können.

Grundsätzlich können die meisten Elektromotoren auch als Generatoren zur Stromerzeugung genutzt werden. Nach dem umgekehrten Wirkprinzip wird in diesem Fall Bewegungsenergie in elektrischen Strom konvertiert.

Ausgehend vom elektromagnetischen Wirkprinzip werden Elektromotoren in der Regel in vier Gruppen unterteilt:

  • Synchronmaschinen
  • Asynchronmaschinen
  • Kommutatormaschinen
  • Reluktanzmaschinen

Drehstrommotoren unterscheiden sich von anderen Gruppen hauptsächlich dadurch, dass die Frequenz der Drehbewegung nicht mit der antreibenden Netzfrequenz übereinstimmt. Herzstück der Asynchronmaschine sind zwei Wicklungen, von denen eine als feststehender Stator und die andere als drehender Rotor installiert ist. Wird eine der beiden Wicklungen an eine Stromquelle angeschlossen, induziert das dadurch entstehende Magnetfeld eine Spannung in der anderen gegenüberliegenden Wicklung.

Das rotierende Element läuft beim Asynchronmotor dem Stator nach, wodurch die Drehzahl von der Netzfrequenz abweicht und ein Drehmoment entsteht. Nutzt man die elektrische Maschine nun als Motor, ist die Drehzahl der entstehenden Bewegung niedriger als die eigentliche Netzfrequenz. Das durch den Schlupf entstehende Drehmoment ist proportional zur Abweichung von Netz- und Drehfrequenz.

Damit der Motor aus dem Stillstand anlaufen kann, wird die Wicklung in der Regel dreiphasig ausgeführt. Als Stromquelle dient daher bei den meisten industriellen Anwendungen Dreiphasenwechselstrom mit einer Phasenverschiebung von jeweils 120 Grad.

Asynchronmaschinen werden anhand der Anschlussart der Leiter unterteilt und zwar in Käfigläufer und Schleifringläufer. Während die Leiter bei der Käfig-Variante im Läufer kurzgeschlossen werden, lassen sich beim Schleifringläufer durch die Führung über Schleifringe zusätzliche Widerstände ins System einbringen, um so das Betriebsverhalten des Motors zu modifizieren.

 

Vor- und Nachteile von Asynchronmotoren

Der in der elektrischen Antriebstechnik weit verbreitete Asynchronmotor erfreut sich vor allem dank des einfachen Aufbaus und der robusten Betriebsweise großer Beliebtheit. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wesentlichen Vor- und Nachteile von Asynchronmaschinen:

Vorteile Nachteile
Robuste Bauweise und lange Lebensdauer Geringere Dynamik durch zeitlichen
Versatz zwischen Stromaufnahme und Magnetfelderzeugung
Kurzzeitige Überlastung möglich Vergleichsweise hohe Verlustleistung durch
magnetische Felderzeugung
Einfacher und kostengünstiger Aufbau
Wartungsfreie Betriebsweise

Die Energieeffizienz von Asynchronmotoren spielt hinsichtlich der politischen Bemühungen um eine Senkung des elektrischen Energieverbrauchs eine große Rolle. In der Europäischen Union wurden Effizienzklassen festgelegt, um den Energieverbrauch und den damit verbundenen Ausstoß klimaschädlicher Gase signifikant zu reduzieren.

Gemäß der europäischen Norm IEC 60034-30 werden Asynchronmotoren in folgende Effizienzklassen eingeordnet:

  • IE1 (Standard Efficiency)
  • IE2 (High Efficiency)
  • IE3 (Premium Efficiency)

 

Die gesetzliche Regelung sieht vor, dass ab 2015 im Leistungsbereich von 7,5 bis 375 kW nur noch Drehstrommotoren mit IE3-Standard oder alternativ IE2-Motoren mit integriertem Frequenzumrichter eingesetzt werden dürfen. 2017 betrifft dies zukünftig auch Motoren mit einer Nennleistung von minimum 0,75 W. Der jeweils zu erreichende Wirkungsgrad hängt dabei von der Nennleistung des elektrischen Antriebs ab und ist in der entsprechenden Norm definiert.

Anwendungsfelder von Asynchronmotoren

Asynchronmotoren kommen branchenübergreifend in den verschiedensten Anwendungsbereichen zum Einsatz. Die Elektromaschine stellt den am meisten verwendeten Antrieb in der Industrie dar und wird unter anderem in den folgenden Einsatzgebieten verwendet:

  • Ventilatorantrieb in der Raumlufttechnik
  • Spindelantrieb bei Werkzeugmaschinen
  • Antrieb von Förderbändern und Pumpen
  • als Getriebemotor mit Untersetzungsgetriebe

Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern kann der Drehstrommotor auch in vielen weiteren Anwendungsfeldern zum Einsatz kommen.

Allgemeine Informationen zu AC Motoren

Hier finden Sie die wichtigsten Informationen zum

KOCO MOTION AC Motor Produktspektrum.