antriebstechnik 11/2021

ELEKTROMOTOREN
ENERGIEEFFIZIENZ
NEUE MÖGLICHKEITEN MIT
PM-MOTOREN
Neue Motoren bringen neue Möglichkeiten. Eine neue Motorreihe
mit im Rotor integrieten Permanentmagnet soll Konstrukteure inspirieren.
Das Unternehmen Merkes hat bereits in einigen
Anwendungsbereichen gute Erfahrungen besonders hinsichtlich
der Energieeffizienz der Motoren gemacht.
Das Thema Energiesparen in der elektrischen Antriebstechnik
begleitet Konstrukteure nun schon seit vielen
Jahren. Zunächst in der Energieerzeugung mit effizienten
Generatoren, dann in vielen Anwendungen nach der
verpflichtenden Einführung von IE2 und IE3 Motoren. Demnächst
durch die Einführung von IE4 Motoren und Systemwirkungsgraden
für komplexe Systeme. Trotz all dieser Fortschritte
ist das Einsparpotential immer noch enorm. Aber nicht nur das,
durch die Einführung neuer Motorenkonzepte ergeben sich auch
neue Möglichkeiten für den Konstrukteur. Hier sind unter Umständen
Wettbewerbsvorteile zu entdecken. Nachfolgende Anwendungsbeispiele
sollen Anregungen dazu liefern. Im Fokus ist
dabei die Motorenreihe MPM der Merkes GmbH mit im Rotor integrierten
Permanentmagneten (IPM).
GROSSES DREHMOMENT, KLEINER BAURAUM
Elektrische Verstellantriebe zur Formatverstellung an Fertigungsanlagen,
Öffnen oder Verschließen von Klappen, Sperren oder
auch viele Fahrantriebe werden dank IE4 Normung in der Bauform
der Asynchronmaschine immer größer. Fällt die Wahl auf
einen MPM Motor, dann sieht es anders aus. Der Motor ist deutlich
kleiner. Ein Beispiel: Für die Verstellung wird ein Drehmoment
von 30 Nm benötigt. Das schafft ein IE4 Asynchronmotor in
Baugröße 112 ebenso wie der deutlich kleinere MPM Motor von
Jörg Flesch, Technischer Leiter, Merkes GmbH, Solingen
Merkes in Baugröße 80. Preislich liegt der deutlich kleinere Motor
dann meist vorne, trotz der eingebauten Magnete.
Ähnliches gilt für Antriebe, die aufgrund ihrer Applikation mit
schnellen Drehzahlwechseln zu kämpfen haben und deshalb hohe
Spitzendrehmomente bereitstellen müssen, auf der anderen
Seite aber relativ geringes Nenndrehmoment benötigen. Das
können Materialbearbeitungen sein wie Schleifen oder Drehen,
Biegen oder Verformen. Hinzu kommt, dass IPM Motoren auch
im unteren Drehzahlbereich nur geringfügig stärker erwärmen
als im Nenndrehzahlbereich und es gibt keine Begrenzungen aufgrund
des Kippmomentes.
Eine andere Anwendung zeigt weitere Möglichkeiten der
MPM-Motoren. Beim Einsatz der MPM-Motoren als Lüfterantrieb
können beispielsweise in einer Baugröße Leistungen zwischen
1 und 15 kW abgedeckt werden. Die Maschinenlänge verändert
sich dann mit zunehmender Leistung zwischen den
Baugrößen 90S und 90LL. Ein flexibles modulares Konzept, das
auf einer gleichbleibenden mechanischen Konstruktion aufsetzt,
spart enorm an Teilen in der Fertigung. Dieses Konzept lässt sich
natürlich auch in andere Applikationen übernehmen.
KOMBINATION MIT FREQUENZUMRICHTER
In Anwendungen, in denen mit Lastsprüngen zu rechnen ist oder
die ein hohes Drehmoment im Anlauf benötigen, wie Zerkleinerer
jeder Art und Pumpen für zähflüssige Medien, macht der Einsatz
einer Merkes MPM Maschine nicht nur aufgrund der Baugröße
Sinn. Der Einsatz in Kombination mit einem modernen Frequenzumrichter
ermöglicht es, in kürzester Zeit auf Regelabwei-
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