Variablereluctance

Variablereluctance bezeichnet in der Elektrotechnik ein Prinzip, bei dem die Reluktanz des magnetischen Pfades aufgrund der Rotorposition variiert. Typischer Einsatzort sind Reluktanzmotoren, insbesondere der variable Reluktanzmotor (VRM), der häufig als Schrittmotor eingesetzt wird. Dem Betrieb liegt die Tatsache zugrunde, dass sich der Rotor so ausrichten will, dass der magnetische Weg die geringste Reluktanz aufweist.

Funktionsprinzip: Wird eine Statorwicklung energisiert, erzeugt sie ein Magnetfeld. Der Rotor, der meist eine salientpolige Bauform besitzt, richtet sich so aus, dass der magnetische Weg durch den Rotor minimiert wird. Das resultierende Drehmoment ergibt sich aus der Änderung der gespeicherten magnetischen Energie mit dem Winkel. Aufgrund der starken Winkelabhängigkeit der Reluktanz erfolgt die Drehbewegung typischerweise in diskreten Schritten, besonders in Schrittmotoren.

Aufbau und Varianten: Ein VRM besitzt einen Rotor mit deutlich ausgeprägten Polen und einen mehrpoligen Stator mit mehreren Spulen. Es gibt zweiphasige oder mehrphasige Ausführungen. Die Ansteuerung erfolgt in der Regel durch Sequenzierung der Spulen. Reluktanzmotoren benötigen keine Permanentmagneten, was Robustheit und niedrige Kosten bedeutet; sie weisen jedoch oft deutliches Cogging-Torque und größere Drehmomentwelligkeiten bei niedrigen Geschwindigkeiten auf.

Anwendungen und Bewertung: Historisch weit verbreitet in Positionierungs- und Schrittdriven Maschinen, die eine präzise Positionierung erfordern. Vorteile: einfache Bauweise, keine Magnete; Nachteile: Drehmomentwelligkeit, geringere Effizienz im Vergleich zu modernen Permanentmagnet- oder Hybridmotoren. Variablereluktanz bleibt eine grundlegende Alternative in speziellen Positionieraufgaben.