5.1.4 Drehstrom-Asynchronmotoren

Der Stator von Asynchronmaschinen (Induktionsmaschinen) ist prinzipiell gleich aufgebaut wie der von Synchronmaschinen. Der Rotor dagegen trägt keine Magnete oder Spulen, sondern Läuferstäbe. Diese sind meist aus einzelnen Leiterstäben aus Kupfer oder Aluminium aufgebaut. An den beiden Enden sind die Stäbe durch jeweils einen Ring miteinander verbunden.

Die Rotorstäbe kreuzen die Feldlinien des Stators und es entsteht eine Induktionsspannung. Diese Spannung führt zu einem Stromfluss, der wiederum ein magnetisches Feld im Rotor hervorruft. Die Drehbewegung wird wie bei der Synchronmaschine letztlich aus der Anziehung der Pole des Rotorfeldes an die umlaufenden magnetischen Pole des Statorfeldes erzeugt. Dabei ist immer ein Drehzahlunterschied zwischen Statorfeld und Rotor zu verzeichnen (Schlupf).

Hinweis:
Beachten Sie die unterschiedliche Drehzahl zwischen Käfigläufer (rote Punkte) und Drehfeld. Wenn Sie Ihren Blick auf einen der roten Punkte fixieren, wird der Drehzahlunterschied deutlich.

Asynchronmotoren haben den Vorteil, dass sie robust und auf Grund des einfachen Aufbaus des Rotors preiswert in der Fertigung sind. Außerdem gibt es keine Rohstoffprobleme mit Seltenen-Erden-Magneten (z. B. Neodym, Dysprosium).

Der Nachteil liegt in der niedrigeren Leistungsdichte, d.h. man benötigt etwas mehr Bauraum (10 – 20 %) und ein höheres Gewicht.

Quelle der Animation:
By BurnsBurnsBurns (Own work) (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons

https://moodle-files.alp.dillingen.de/kfz/bilder/modul04/Asynchronmotor_animation.gif
https://moodle-files.alp.dillingen.de/kfz/bilder/modul04/asynchron01_600.pngKäfigläufer aus Leiterstäben

5.1.5 Kennlinie-Asynchronmotor

Im folgenden Diagramm wird das Drehmoment über der Drehzahl eines typischen Elektromotors für Fahrzeuge beschrieben. Es zeigt den Zusammenhang von Drehzahl und Drehmoment eines Asynchronmotors.Kennlinie

MA = Anzugsmoment
Moment beim Einschalten des Motors

MK = Kippmoment
Größtes Motormoment

MS = Sattelmoment
Kleinstes Motormoment nach dem Anlaufen

Mn = Bemessungsmoment
Hier hat der Motor die Nenndrehzahl (in der Regel 2% - 8% kleiner als Drehfelddrehzahl)

Asynchronmotor