Schleifringmotoren, auch bekannt als Schleifringläufermotoren, bilden das Herzstück vielerHochleistungsübertragungsanwendungen.Sie finden breite Anwendung in Rohstoffindustrien wie zum BeispielBergbau, Mineralische Rohstoffindustrie or KlebstoffindustrieSie werden wie Zement, Kalkstein und Gips in verschiedenen Brech-, Walzenpress- und Mahlprozessen eingesetzt. Außerdem finden sie Anwendung in großen Ventilatoren, Pumpen und Förderbändern.
Der Stator:
Die Statorstruktur von Kurzschlussläufermotoren und Schleifringläufermotoren ist identisch. Der Hauptunterschied von Schleifringläufermotoren liegt in der Rotorstruktur und der Betriebsart. Bei Kaskadenschaltungen von Schleifringläufermotoren können Änderungen am Stator erforderlich sein, da die Stromversorgung des Motors über die Leistungsregelung des Rotors eines anderen Schleifringläufermotors erfolgt, an dessen Rotor externe Widerstände angebracht sind.
Rotor:
Was ist ein Schleifring? Ein Schleifringmotor besitzt üblicherweise einen Rotor mit einem Stator in Phasenwicklung. Dieser Rotortyp verfügt über eine dreiphasige, zweilagige, verteilte Wicklung, die aus den Spulen eines Wechselstromgenerators besteht. Der Rotorkern ist aus Stahlblechen gefertigt und weist Nuten zur Aufnahme der dreiphasigen Einphasenwicklungen auf. Diese Wicklungen sind elektrisch um 120 Grad versetzt. Selbst wenn der Stator zweiphasig gewickelt ist, entspricht die Anzahl der Statorwicklungen auf dem Rotor der Anzahl im Stator und ist somit immer dreiphasig. Diese drei Wicklungen werden von der anderen Seite nach innen geführt und mit drei isolierten Schleifringen verbunden, die auf der Rotorwelle montiert sind. Die drei Anschlüsse kontaktieren die Schleifringe mithilfe von Kohlebürsten, die durch Federn an den Ringen befestigt sind. Diese drei Kohlebürsten sind wiederum extern mit dem Anlaufwiderstand des Dreiphasen-Anlaufreglers verbunden. Der Schleifring und der externe Regler erhöhen den externen Widerstand des Rotorkreises, wodurch beim Anlauf ein höherer Widerstand und somit ein höheres Anlaufdrehmoment erzielt wird. Im Normalbetrieb schließt der Schleifring den Stromkreis automatisch über den Metallhülsenring. Dieser wird entlang der Welle geschoben, wodurch die drei Ringe in Kontakt kommen. Zusätzlich heben sich die Bürsten automatisch vom Schleifring ab, um Reibungsverluste und Verschleiß zu vermeiden. Im Normalbetrieb entspricht die Funktion des Schleifringläufers der eines Kurzschlussläufers.
Was geschieht beim Hinzufügen eines externen Widerstands? Bei Kurzschlussläufermotoren ist der Rotorwiderstand sehr gering, wodurch der Rotorstrom sehr hoch ist und das Anlaufdrehmoment verschlechtert wird. Bei Schleifringläufermotoren hingegen erhöht ein externer Widerstand den Rotorwiderstand beim Anlauf, sodass der Rotorstrom gering und das Anlaufdrehmoment maximal ist. Zudem ist der Schlupf, der zur Erzeugung des maximalen Drehmoments erforderlich ist, proportional zum Rotorwiderstand. Bei Schleifringläufermotoren führt die Erhöhung des Rotorwiderstands durch den externen Widerstand zu einer Erhöhung des Schlupfs. Aufgrund des höheren Rotorwiderstands ist der Schlupf größer, sodass selbst bei niedrigen Drehzahlen ein Anlaufdrehmoment erreicht werden kann. Sobald der Motor seine Nenndrehzahl erreicht hat, der externe Widerstand entfernt wird und er sich im Normalbetrieb befindet, entspricht sein Betriebsverhalten dem von Kurzschlussläufermotoren. Daher eignen sich diese Motoren am besten für sehr hohe Massenträgheitslasten, die bei niedrigen Drehzahlen ein nahezu verschwindendes Auslösemoment und eine Beschleunigung auf Höchstdrehzahl erfordern und in sehr kurzer Zeit den minimalen Strom aufnehmen.
Vorteile von Schleifringläufermotoren:
Der Hauptvorteil von Schleifringläufermotoren besteht darin, dass siedie Geschwindigkeit lässt sich leicht kontrollieren.Selbst bei Stillstand ist ein hohes Anlaufdrehmoment erreichbar. Im Vergleich zu Kurzschlussläufermotoren weist er ein höheres Anlaufdrehmoment auf. Das Drehmoment unter Volllast beträgt etwa 200–250 % des Nenndrehmoments. Kurzschlussläufermotoren benötigen 600–700 % des Nennstroms, der Anlaufstrom von Schleifringläufermotoren ist jedoch sehr gering und liegt bei etwa 250–350 % des Nennstroms.
Veröffentlichungsdatum: 09.04.2025