STRUKTURSTUDIE - page 21

Drehzahl in1/min
Drehmoment inNm
Leistung inkW
Drehmoment Verbrennungsmotor
Leistung Verbrennungsmotor
Drehmoment Elektromotor
Leistung Elektromotor
Abbildung 10: Drehmoment- und Leistungskennlinien im Vergleich.
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DREHSTROMMOTOREN
Drehstrommaschinen sind Wechselstrommaschinen mit einem
3-phasigen Wechselstrom. Die Drehfeldwicklungen befinden sich
im Stator (auch Ständer genannt) des Motors. Die drei Wechsel-
spannungen des Drehstroms sind dabei jeweils um 120 Grad ver-
setzt und speisen die Wicklungen mit den nachfolgenden Strömen.
Im Fahrzeug muss hierfür der Gleichstrom aus der Batterie in einen
3-phasigen Wechselstrom gewandelt und dann der Elektromotor
situationsgerecht angesteuert werden. Hierzu sind sogenannte In-
verter (oder Wechselrichter) notwendig. Dadurch entsteht im Mo-
tor ein magnetisches Drehfeld, welchem der Rotor (auch Läufer
oder Polrad genannt) folgt.
MOTORBAUARTEN
Grundsätzlich lassen sich Drehstrommotoren gemäß der Bezie-
hung zwischen Rotationsgeschwindigkeit von Läufer und Drehfeld
in Synchron- und Asynchronmotoren unterteilen. Bei Letzteren
dreht sich der Läufer langsamer als das durch die Wicklungen im
Stator erzeugte magnetische Feld und damit asynchron. Vorteile
dieser Bauart sind die relativ hohe Leistungsdichte, der einfache
Aufbau, die einfache Regelung sowie der Umstand, dass sie kei-
ne Permanentmagnete benötigt. Synchronmotoren weisen einen
besonders hohen Wirkungsgrad und eine besonders hohe spe-
zifische Leistung auf. Hier dreht sich der Rotor mit der gleichen
Geschwindigkeit wie das elektrische Drehfeld im Stator (syn-
chron). Ein wesentlicher Nachteil dieser Bauart sind die hohen da-
mit verbundenen Kosten. Die Ausführung des Rotors kann mit teu-
ren Permanentmagneten (vergrabene oder Oberflächen-Magnete)
erfolgen. Alternativ lässt sich eine günstigere, aber immer noch
kostenintensive Strom- bzw. Fremderregung in Spulen (Aufbau
eines Magnetfelds durch stromdurchflossene Spulen) zulasten
des Wirkungsgrads einsetzen. Eine Sonderbauform der Synchron-
maschine stellt die geschaltete Reluktanzmaschine dar. Je nach
Motorbauart ergeben sich spezifische Rotor- und Statorkonstruk-
tionen. Diese sind in Abbildung 11 dargestellt.
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Eigene Darstellung.
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