Der nächste Schritt in der Evolution des Elektromotors

Veröffentlicht am Dienstag, 23. Mai 2023

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ABB ist ein führendes globales Technologieunternehmen, das den Wandel von Gesellschaft und Industrie vorantreibt, um eine produktivere und nachhaltigere Zukunft zu erreichen.

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Elektromotoren bilden das Rückgrat eines Großteils der Industriebetriebe im Vereinigten Königreich und decken zusammen mit Systemen mit variabler Drehzahlregelung (VSD) 60 Prozent des Strombedarfs des Sektors. Obwohl es den Synchronmotor schon seit vielen Jahren gibt, hat er sich im letzten Jahrzehnt als die Zukunft der Elektromotorentechnologie etabliert, wie Dave Blissett, Area Sales Manager – OEM von ABB, erklärt.

Weltweit sind schätzungsweise 300 Millionen industrielle Elektromotoren im Einsatz. Wenn man den Wirkungsgrad von Motoren im Allgemeinen sogar um ein paar Prozent verbessert, kann man möglicherweise enorme Energiemengen einsparen, wenn man sie auf die gesamte Motorenflotte hochrechnet.

Dank einer weiteren Innovation – dem Frequenzumrichter – ist der Synchronreluktanzmotor (SynRM) nun eine der effizientesten Motorvarianten auf dem Markt, wobei der SynRM der neuesten Generation von ABB Wirkungsgrade von bis zu IE5 erreichen kann. Im Vergleich zu einem gleichwertigen IE2-Motor erzielt ein SynRM 50 Prozent geringere Verluste, bietet gleichzeitig eine überlegene Leistung und Zuverlässigkeit und senkt den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen deutlich.

SynRM- und Antriebspakete erreichen ihren hohen Wirkungsgrad durch den Einsatz eines speziell entwickelten käfiglosen Rotors. Dadurch entfallen herkömmliche Rotorverluste, was wiederum dazu beiträgt, die Gesamtverluste im Vergleich zu einem gleichwertigen IE3-Motor um bis zu 40 Prozent zu reduzieren, bei deutlich geringerem Energieverbrauch und CO2-Emissionen. Das Drehmoment wird erzeugt, indem das Prinzip der magnetischen Reluktanz genutzt wird, um den Rotor herumzuziehen.

Steigende Energiekosten haben unbeabsichtigt die Argumente für höchste Effizienz noch überzeugender gemacht. Mit steigenden Energiekosten verkürzen sich die Amortisationszeiten für Motoranlagen. Darüber hinaus macht sich ein typischer Motor im Laufe seiner Lebensdauer durch eine verbesserte Energieeffizienz um ein Vielfaches bezahlt.

Aufgrund seines käfiglosen Designs läuft ein SynRM leiser als andere Motortypen. Außerdem ist die Betriebstemperatur mit 30 °C niedrigeren Wicklungstemperaturen und bis zu 15 °C niedrigeren Lagertemperaturen niedriger. Dies trägt dazu bei, die Lebensdauer der Lager zu verlängern, die für rund 70 Prozent der ungeplanten Motorausfälle verantwortlich sind. Dadurch werden auch die Nachschmierintervalle kürzer und ein Bürstenwechsel entfällt. Dadurch ist der Motor insgesamt wartungsärmer. Dies reduziert nicht nur die Wartungszeit und -kosten, sondern verringert auch die Leistungsabweichung im Laufe der Zeit, sodass diese erstklassigen Effizienzniveaus so lange wie möglich erhalten bleiben und der Energieverbrauch gesenkt wird. Tatsächlich bleibt Ihnen bei der Reparatur eines alten IE3-Motors immer noch die IE3-Effizienzleistung erhalten, außerdem ist eine häufigere Wartung erforderlich und das Risiko eines Ausfalls steigt.

Der SynRM von ABB kombiniert die Leistung von Permanentmagnetmotoren mit der Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit von Induktionsmotoren. Der Rotor enthält keine Wicklungen, wodurch nahezu keine Leistungsverluste entstehen. Außerdem enthält er keine Seltenerdmaterialien oder Magnete, wodurch die Wartung einem Induktionsmotor ähnelt und im Vergleich zu anderen Motortypen eine nachhaltigere Option darstellt.

Im Jahr 2019 brachte ABB seinen Ultra-Premium-Motor IE5 SynRM auf den Markt, der einen großen Fortschritt in der Effizienzfähigkeit von Elektromotoren darstellt. Durch die Optimierung des Motor- und Antriebspakets kann ABB den Wirkungsgrad maximieren, eine präzise Motorsteuerung bieten und über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg eine hervorragende Zuverlässigkeit gewährleisten. Darüber hinaus ist das Motor- und Antriebspaket für ein breites Anwendungsspektrum geeignet und basiert sowohl auf konstantem als auch variablem Drehmoment.

Noch vor einem Jahrzehnt lag der Grenzwert für die Energieeffizienz bei IE4, und das Konzept von IE5 war lediglich theoretischer Natur. Da der ABB SynRM jetzt IE5 unterstützt, stehen nun weitere Möglichkeiten zur Energieeinsparung zur Verfügung. Da Motoren 45 Prozent des gesamten Stromverbrauchs von Gebäuden und industriellen Anwendungen ausmachen, wären die Energie- und CO2-Einsparungen enorm, wenn jeder dieser Motoren auf einen IE5-SynRM aufgerüstet würde, und hätten erhebliche Auswirkungen auf das Ziel der britischen Regierung, Netto-Null-CO2-Emissionen zu erreichen -Emissionen bis 2050 sowie weitere Ziele für einzelne Branchen und Sektoren.

ABB veranstaltet am 15. Juni 2023 um 14:00 Uhr ein Webinar, in dem untersucht wird, wie SynRM und Frequenzumrichter dazu beitragen können, die Betriebskosten motorbetriebener Anwendungen in der Wasserindustrie zu senken. Um Ihre Teilnahme zu registrieren, besuchen Sie: https://campaign-mo.abb.com/SynRM_Water_2023

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