PermanentmagnetSynchronmotor

Der PermanentmagnetSynchronmotor (PMSM) ist ein Synchronmotor, bei dem der Rotor Permanentmagneten trägt. Das Statorfeld wird durch Wechselströme in den Wicklungen erzeugt, ein rotierendes Magnetfeld entsteht und der Rotor rotiert synchron dazu. Dadurch ist die mechanische Drehzahl direkt durch die Frequenz des Statorfeldes festgelegt.

Aufbau und Funktionsweise: Der Rotor verwendet Permanentmagneten, oft NdFeB oder SmCo, in gekapselten Bauformen. Der Stator besteht aus einem mehrschichtigen Eisenkern mit Wicklungen, die ein rotierendes Magnetfeld erzeugen. Der magnetische Fluss des Rotors interagiert mit dem Rotorsfeld und erzeugt das Drehmoment. Die Größe des Drehmoments hängt von der magnetischen Flussdichte, dem Winkel zwischen Feldrichtungen und der Last ab.

Eigenschaften und Anwendungen: PMSMs bieten hohe Effizienz, hohe Leistungsdichte und ein gutes Ansprechverhalten. Sie ermöglichen eine präzise Drehzahl- und Drehmomentregelung, häufig über feldorientierte Regelung oder Direct Torque Control. Typische Einsatzbereiche sind Servo-Antriebe in Robotik und CNC, Industrieantriebe, Elektromobilität sowie Generatoren in Windkraftanlagen, wo eine hohe Regelbarkeit gefordert ist.

Steuerung und Anforderungen: Der Betrieb erfolgt über elektronische Antriebe mit Regelalgorithmen, Sensoren oder sensorlosem Betrieb zur Rotorposition. Die Temperaturabhängigkeit der Magnetmaterialien erfordert geeignetes Wärmen- oder Kühlungskonzept sowie Schutz gegen Demagnetisierung.

Herausforderungen: Magnetkosten und Temperaturempfindlichkeit der Materialien sind wesentliche Aspekte. Neben der Leistungs-elektronik sind thermische Management-Strategien sowie robuste Förderkonstruktionen wichtig, um langfristige Zuverlässigkeit zu sichern.