Auslotung maximal erreichbarer Wirkungsgrade von vierpoligen Käfigläufer-Normasynchronmotoren im Leistungsbereich von 15 kW

Abstract:
Bei der Entwicklungsaufgabe, Käfigläufer-Asynchronmotoren einer Normmotorreihe für maximale Wirkungsgrade zu entwickeln, steht nicht nur der Wirkungsgrad selbst im Vordergrund, sondern eine ganze Reihe weiterer Kenngrößen, die solch eine Motorreihe erfüllen muss. Neben wirtschaftlichen Aspekten muss die Motorreihe verschiedenste Vorgaben einhalten, wie beispielsweise begrenzte Schalldruckpegel und Kurzschlussströme, sowie einen minimalen Leistungsfaktor im Bemessungspunkt, usw. Diese Einschränkungen engen die Optimierungsmöglichkeiten hinsichtlich des maximalen Wirkungsgrads deutlich ein. Im Beitrag wird diese Entwicklungsarbeit exemplarisch anhand der Leistungsklasse von 10 ... 15 kW ausgehend vom theoretischen Entwurf bis hin zur Erprobung von Prototypen auf dem Prüfstand dargestellt. Es zeigte sich, dass in allen gewünschten Varianten das Erreichen der Wirkungsgradklasse IE3 nicht möglich war. Die vorgestellten theoretischen und experimentellen Untersuchungen zeigen zum einen die Komplexität des Motorentwurfs bei Einhaltung all der geforderten Randbedingungen und zum anderen die physikalische Grenze des maximal möglichen Wirkungsgrads bei netzanlauftauglichen geschrägten Käfigläufer-Asynchronmotoren.