WRSM

Ein Wickelrotor-Synchronmotor, auch bekannt als Schleifring-Synchronmotor oder extern erregter Synchronmotor (EESM), ist eine Art von Elektromotor, der Merkmale sowohl von Synchronmotoren als auch von Wickelrotor-Induktionsmotoren kombiniert.

Funktionsweise

Ein Wickelrotor-Synchronmotor hat einen Stator, der dem eines Synchronmotors ähnelt und aus einem laminierten Eisenkern mit Statorwicklungen besteht. Der Rotor eines Wickelrotor-Synchronmotors unterscheidet sich jedoch von einem herkömmlichen Synchronmotor.

Die Rotorwicklung eines Wickelrotor-Synchronmotors besteht typischerweise aus mehreren Drahtspulen, die über Schleifringe und Bürsten mit dem Rotor verbunden sind. Die Schleifringe ermöglichen eine elektrische Verbindung zur Rotorwicklung, während die Bürsten elektrische Energie zum und vom Rotor übertragen.

Der Motor arbeitet nach den Prinzipien des Elektromagnetismus und der Synchronmotorfunktion. Die Statorwicklungen sind mit einer Wechselstromquelle verbunden, die ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Die Rotorwicklung ist ebenfalls über die Schleifringe und Bürsten mit der Stromquelle verbunden, wodurch ein variabler Widerstand oder eine Impedanz an die Rotorwicklung angeschlossen werden kann, um die Motorleistung zu steuern.

Die Rotorwicklung wird mit Gleichstrom erregt, wodurch ein Magnetfeld im Rotor erzeugt wird. Die Wechselwirkung zwischen dem rotierenden Magnetfeld des Stators und dem Magnetfeld des Rotors bewirkt, dass sich der Rotor synchron mit dem Magnetfeld des Stators dreht, daher der Name “Synchronmotor”.

Derzeit verwenden BMW, Nissan und Renault WRSM-Motoren.

Vorteile

Wickelrotor-Synchronmotoren bieten mehrere Vorteile, darunter:

Variable Geschwindigkeits- und Drehmomentregelung: Der Einsatz von Schleifringen und Bürsten im Rotorstromkreis ermöglicht den Anschluss eines variablen Widerstands oder einer variablen Impedanz, wodurch die Geschwindigkeit und das Drehmoment des Motors gesteuert werden können. Dies macht WRSMs für Anwendungen geeignet, die eine präzise Geschwindigkeits- und Drehmomentregelung erfordern, wie industrielle Prozesse oder Traktionssysteme in elektrischen Zügen.

Hohe Effizienz: WRSMs können eine hohe Effizienz erreichen, da sie die Impedanz des Rotorstromkreises steuern können, was eine optimierte Motorleistung unter verschiedenen Lastbedingungen ermöglicht.

Höherer Leistungsfaktor: WRSMs haben typischerweise einen höheren Leistungsfaktor im Vergleich zu Induktionsmotoren, was die Gesamteffizienz des Motors verbessert und den Bedarf an Blindleistung aus dem Stromnetz reduziert.

Kein Bedarf an Seltenen Erden: WRSMs benötigen keine seltenen Erden, was sie nachhaltiger und kostengünstiger macht.

Einschränkungen

Wickelrotor-Synchronmotoren haben auch einige Einschränkungen, darunter:

Komplexität: WRSMs sind im Vergleich zu anderen Motortypen, wie Induktionsmotoren oder Permanentmagnetmotoren, komplexer, da sie Schleifringe, Bürsten und Rotorwicklungen enthalten. Dies erhöht die Komplexität der Motorsteuerung und den Wartungsaufwand.

Höhere Kosten: Die zusätzlichen Komponenten, wie Schleifringe und Bürsten, können die Kosten von WRSMs im Vergleich zu anderen Motorentechnologien erhöhen.

Wartungsanforderungen: Das Vorhandensein von Schleifringen und Bürsten im Rotorstromkreis erfordert regelmäßige Wartung, wie Reinigung, Inspektion und Austausch, was die Betriebskosten und den Wartungsaufwand erhöht.