Synchronmotoren

Was sind Synchronmotoren?

Bei einem Synchronmotor handelt es sich um eine Synchronmaschine im Motorbetrieb. Bei dieser wird ein konstant magnetisierter Läufer synchron von einem bewegten magnetischen Drehfeld im Stator mitgenommen. Der Aufbau von Synchronmotoren ist verhältnismäßig einfach und technisch nicht sehr anspruchsvoll. Anders als viele andere Motorentypen, benötigen sie keine Gleichspannung zum Betrieb. 

Wie funktioniert ein Synchronmotor?

Der Aufbau eines Synchronmotors ähnelt dem eines bürstenlosen Gleichstrommotors. Im Ständer sind die Wicklungen angeordnet. Der Läufer ist mit Permanentmagneten ausgestattet. Größere Synchronmotoren verfügen anstelle der Permanentmagneten über eine Erregerwicklung im Läufer. Diese erzeugt das erforderliche Magnetfeld. 

Bei einem normalen Betrieb tritt beim Synchronmotor kein Schlupf auf. Das Läufermagnetfeld eilt bei Belastung dem Statormagnetfeld um einen bestimmten Winkel nach, welcher mit steigender Belastung zunimmt. Allerdings ist das nur bis zu einem Winkel von 90° möglich. Wird dieser Kippmoment vom Lastmoment überschritten, dann bleit der Läufer stehen. 

Arten von Synchronmotoren

Einphasige Synchronmotoren

Einphasige Synchronmotoren, wie Hysterese- oder Reluktanzmotoren, sind spezialisiert auf Anwendungen mit sehr niedriger Drehzahl und geringer Belastung, bei denen eine konstante Drehzahl entscheidend ist. Sie finden Verwendung in Zeitmessern wie Uhren, Aufnahmegeräten, Projektionen oder Synchron-Servosystemen. In der Luftfahrt, insbesondere bei Geräten mit hoher Frequenz wie 400 Hz, nutzt man sie aufgrund ihrer präzisen Drehzahl und kompakten Baugröße in Instrumenten wie Gyroskopen und Flugsteuerungssystemen

Zweiphasen Synchronmotoren

Zweiphasen-Synchronmotoren sind eine Spezialtechnik, bei der zwei Phasen verschoben arbeiten, um geschmeidige Synchronisation und kontrollierte Drehmomente zu realisieren. Sie dienen häufig als Ersatz für die weniger effizienten Kondensatormotoren und haben ein besseres Anlaufverhalten als Einphasige Synchronmotoren. Eingesetzt werden sie vor allem bei Präzisions- und Messtechnik-Anwendungen mit kompakten Bauformen. 

Dreiphasen Synchronmotoren

Dreiphasen Synchronmotoren finden sich in industriellen Anwendungen wie Pumpen, Kompressoren, Werkzeugmaschinen und Servoantrieben. Sie besitzen eine definierte Läuferstellung bei hoher Dynamik, hohem Drehmoment und hoher Effizienz. 

Synchronmotoren Vorteile

Ein großer Vorteil von Synchronmotoren ist die Effizienz. Sie erreichen Wirkungsgrade von über 96 %. Ein weiterer Vorteil ist der Wegfall des Kommutators, der den Betriebsstrom führt. Beim Synchronmotor muss nur die deutlich geringere Erregerleistung mit Schleifringen zum Läufer übertragen werden. 

Im Gegensatz zum Asynchronmotor gibt es eine starre Kopplung der Drehzahl und der Winkellage an die Betriebsfrequenz. Dadurch sind Synchronmotoren für Anwendungen besser geeignet, bei denen eine belastungsunabhängige und stabile Drehzahl gefordert ist. Außerdem besitzen Synchronmotoren meist eine lange Lebensdauer. 

Anwendungsbereiche von Synchronmotoren

Synchronmotoren werden in zahlreichen Bereichen eingesetzt. In der Fertigung und Automatisierung treiben sie Förderbänder, Druckmaschinen, Extruder und Werkzeugmaschinen an, wo exakte Geschwindigkeitskontrolle wichtig ist. Sie sind auch essenziell in Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren und Gebläsen. In der Kraft- und Energiebranche dienen sie als Generatoren. 

Tipps zur richtigen Wahl von Synchronmotoren

Bei Auswahl spielen Baugröße, Leistungsdichte, Einsatzzweck und Bauart (permanenterregt vs. fremderregt) eine zentrale Rolle. Entscheidend sind Einsatzbedingungen wie Last, Drehzahlkonstanz und gewünschter Wirkungsgrad. Für gleichbleibende Drehzahl unter variabler Last eignen sich synchronisierte Varianten besonders gut.

Synchronmotoren Hersteller

Ein führender Hersteller im Bereich Antriebstechnologie ist Bosch Rexroth. Das Unternehmen bietet ein breites Portfolio, darunter auch Synchronmotoren. Weitere Hersteller sind Leroy Somer, ABB oder Siemens Energy. 

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