Reduzierung der Verluste
Die PMSM-Serie von Bauer umfasst eine Reihe umweltfreundlicher Motoren, die anstelle des in den meisten konventionellen Induktionsmotoren verbauten Käfigläufers eine effiziente Läuferbauart mit integrierten Permanentmagneten aus der Stoffgruppe der Seltenen Erden aufweist. Diese Bauweise hat eine Reihe entscheidender Vorteile. Sie reduziert die Wärmeverluste am Läufer um 100%, die Gesamtverluste um rund 25% und steigert den Gesamtwirkungsgrad um 10% oder mehr. Für den PMSM-Anwender bedeutet diese Leistungssteigerung geringere Gesamtbetriebskosten, eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes und kontinuierliche Einsparungen, die zukünftige Steigerungen der Energiepreise abdämpfen. Der wichtigste Vorteil ist die Effizienzsteigerung gegenüber Induktionsmotoren, selbst unter Teillastbedingungen, und der extrem hohe Wirkungsgrad im Nennbetrieb. Darüber hinaus zeichnen sich PMSM durch eine deutlich höhere Leistungsdichte aus, die bei Getriebemotoren bei minimalem Einbauvolumen (und entsprechenden Gewichtsvorteilen) für eine höhere Systemleistung sorgt. Bei Induktionsmaschinen muss ein Teil des Ständerstroms aufgewendet werden, um durch Induktion des Läuferstroms den Läuferfluss zu erreichen. Diese zusätzlichen Ströme erzeugen Wärme im Inneren des Motors. Beim PMSM ist der Läuferfluss hingegen bereits durch die Permanentmagneten im Läufer gegeben. Diese höhere Leistungsdichte hat die Entwicklung eines PMSM mit niedrigem Läuferträgheitsmoment ermöglicht, der entsprechend reaktionsschnell ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass PMSM-Antriebe bei gleichem Einbauvolumen höhere Drehmomente liefern können als herkömmliche Induktionsmotoren, häufig ein Faktor für weitere Kosteneinsparungen, wenn hierdurch ein kleinerer Motor spezifiziert werden kann.
Ausweitung des Anwendungsbereichs
Hiermit sind die Möglichkeiten aber noch nicht erschöpft. Es wurde auch eine neue Norm für Antriebssysteme und Motorstarter sowie deren angetriebene Einrichtungen, zum Beispiel Elektromotoren, entwickelt. Sie sollen die Auswahl der Teile des Antriebsstrangs erleichtern, indem sie die entsprechenden Komponenten untereinander vergleichbar machen. Zum jetzigen Zeitpunkt ist es für Projektierer und Endanwender nicht möglich, die einzelnen konkurrierenden Komponenten für den Antrieb zu vergleichen, um am Ende die effizientesten Motor- und Umrichterkomponenten zu wählen. Ähnlich sieht es aus, wenn der Motor in ein Produkt, beispielsweise einen Lüfter oder eine Pumpe integriert ist. Hier kann die Effizienz des Motors nicht unabhängig vom Produkt ermittelt werden. Um sich dieser Situation zu stellen und die potenziellen Energieeinsparungen in diesen Bereichen zu verbessern, wurde eine neue Norm EN50598 entwickelt, welche einen Energieeffizienzindex für Antriebssysteme (Power Drive Systems) beschreibt. Außerdem wird diese neue Norm den Endanwendern eine genaue Berechnung der Amortisierungszeiten erleichtern. Bislang wurde der Gesamtwirkungsgrad drehzahlgeregelter Elektromotoren mithilfe überschlägiger Energieverbrauchsdaten geschätzt. Mit den verifizierten Effizienzkurven kann jetzt die Amortisationsfrist für eine Motor/Antrieb-Kombination realistischer ermittelt werden.
Spezialanwendungen
IE4-Entwicklungen beschränken sich nicht allein auf konventionelle Einsatzgebiete. Es gibt auch Motoren für Branchen mit besonderen Hygieneanforderungen, beispielsweise Pharma oder Lebensmittel. Hierfür müssen normalerweise Spezialkomponenten ausgewählt werden, die den regelmäßigen Reinigungsprozessen standhalten und einen hygienischen Betrieb ohne Verunreinigungsrisiko gewährleisten. Die Ingenieure bei Bauer widmen sich der Entwicklung von Lösungen für Spezialbranchen, in denen Energieeffizienz hohe Priorität hat. Ein Beispiel ist das Modell IE4 Asepticdrive, ein modularer Edelstahl-Getriebemotor, dessen Bauweise Hygienerisiken infolge von Stoßbeschädigungen oder längerem Einsatz in reinigungsintensiver Umgebung deutlich reduziert.
