4.1 Ausführungen von Drehfeld-Synchronmaschinen
Die in Hybrid- und Elektrofahrzeugen eingesetzten elektrischen Maschinen sind zumeist Drehfeld-Synchronmaschinen, die sowohl als Motor, als auch als Generator betrieben werden können. Die Versorgungsspannung von 200 bis zu 1000V wird i.d.R. in einem Akkumulator bereitgestellt, dem ein Zwischenkreis-Kondensator parallel geschaltet wird, um die im Betrieb auftretenden Spannungsspitzen zu glätten. Die Rotoren von Synchronmaschinen sind permanent erregt, d.h., auf ihnen sind entweder Permanentmagnete angeordnet oder sie sind mit Spulen (Elektromagnete) bewickelt, die während des Betriebs bestromt werden.
Der Umrichter (Inverter, Wechselrichter) legt die Zwischenkreisspannung in einer bestimmten Reihenfolge an die Stator-Spulen an. Diesem so erzeugten Stator-Drehfeld folgt der Rotor mit derselben Winkelgeschwindigkeit, daher die Bezeichnung Synchronmotor.
Als Handelsnamen für Drehfeld-Synchronmaschinen sind die folgenden Bezeichnungen gebräuchlich:
4.1.1 ECM (electronically controlled motors = elektronisch kommutierte Maschine),
4.1.2 BLDC (brushless direct current maschine = bürstenlose Gleichstrommaschine) und
4.1.3 PMSM (permanent magnet synchronous motor = Permanentmagnet (erregter Läufer) Synchronmaschine).
4.1.1 ECM (elektronisch kommutierte Maschine)
Wird eine permanent erregte Synchronmaschine ohne Umrichter an einem Drehstromnetz betrieben, so spricht man von einer natürlichen Kommutierung. Die Maschine läuft dann mit einer konstanten Drehzahl, die durch die Netzfrequenz bestimmt ist. ECM ist somit eine Sammelbezeichnung all derjenigen Synchronmaschinen, die mit einem Um– bzw. Wechselrichter (Inverter) angesteuert und somit mit verschiedenen Drehzahlen betrieben werden können.
Quelle: wikipedia - gemeinfreies Werk:
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4.1.2 BLDC Maschinen (Brushless DC Motor = bürstenloser Gleichstrommotor)
Als BLDC werden preisgünstige Maschinen geringer Leistung bezeichnet, die i.d.R. für einen Einsatz ohne besondere Anforderungen an Laufruhe, Drehzahl– und Drehmomentkonstanz konzipiert sind. Sie eignen sich z.B. als PC-Lüfter, Akku-betriebene Handwerkzeuge oder als Antriebe im Modellbau.
4.1.3 PMSM (Permanent-magnet synchronous motor = Motor mit permanentmagnet-erregtem Läufer)
Als PMSM werden i.d.R. Maschinen mit höherer Leistung in hochwertiger Ausführung bezeichnet. Sie zeichnet eine hohe Laufruhe, Drehmoment– und Drehzahlkonstanz auch bei niedrigen Drehzahlen aus. Sie werden als Kfz-Antriebsmaschinen verwendet.
Stator und permanentmagnetischer Rotor einer VW E-MaschineQuelle: Foto des Autors