Video über Asynchronmotoren
Play Video about Asynchronmotor Funktion Video
Der Rotor eines Kurzschlussläufers besteht aus einem Käfig aus Stäben, welche aus Aluminium oder Kupfer sind. Die Stäbe sind am oberen und unteren Ende mit Ringen aus dem gleichen Material kurzgeschlossen. Der Käfigläufer wird am häufigsten eingesetzt da dieser keine Schleifringe besitzt und dadurch eine höhere Lebensdauer hat. Außerdem ist die Fertigung des Rotors sehr viel kostengünstig.
Durch einen Drehstrom in den Wicklungen des Stators entsteht ein magnetisches Drehfeld. Das magnetische Drehfeld vom Stator fließt über den Luftspalt auch durch den Rotor. Wenn eine Drehzahldifferenz zwischen Rotordrehzahl und Statordrehzahl besteht, wird durch das magnetische Drehfeld eine Spannung in den Leiterstäben des Rotors induziert. Da die Leiterstäbe am unter und oberen Ende miteinander kurzgeschlossen sind erzeugt die induzierte Spannung einen Stromfluss in den Stäben. Der Kurzschlussstrom in den Stäben erzeugt wiederum ein magnetisches Feld im Rotor, welches dem magnetischen Feld des Stators folgt. Im Gegensatz zu Synchronmotoren mit Permanentmagneten ist das magnetische Feld des Rotors nicht ortsgebunden, sondern rotiert über den Rotor. Wenn der Rotor sich mit der gleichen Drehzahl des Stators dreht, wird kein Strom mehr in den Leiterstäben induziert und entsprechend auch kein Drehmoment mehr erzeugt. Im Falle eines Kurzschlusses des Stators wird durch den Rotor keine Spannung mehr induziert. Das macht den Asynchronmotor zu einem sehr sicheren Elektromotor, weshalb unter anderem große Automobilhersteller wie Tesla und Audi den Asynchronmotor in ihren Elektrofahrzeugen einsetzen.
Werfen Sie einen Blick auf die Vor- und Nachteile von Asynchronmotoren mit Schleifringläufer und Käfigläufer mit und ohne Umrichter.
Der Hauptvorteil eines Käfigläufermotors sind die geringen Herstellungskosten für den Rotor im Vergleich zu einem Permanentmagnet-Synchronmotor, kurz PMSM. Der Asynchronmotor ist sehr robust gegenüber hohen Temperaturen. Man muss sich nicht um die Entmagnetisierung der Magnete kümmern, wie bei einem PMSM. Der Hauptnachteil ist das geringe Anlaufmoment und ein niedriger Wirkungsgrad, wenn Sie keinen Umrichter verwenden.
Mit einem Umrichter kann der Asynchronmotor einen ähnlich hohen Wirkungsgrad wie ein PMSM bei hohen Drehzahlen erreichen. Die Spitzenleistung und das Spitzendrehmoment sind ebenfalls sehr gut, da man sich nicht um die Entmagnetisierung der Magnete kümmern muss. Die Dauerleistung kann ein Problem darstellen, wenn die erzeugte Wärme im Rotor nicht richtig abgeführt werden kann.