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VoltBase Maschinen Synchronmotor
Thema 63 Maschinen

Synchronmotor

Genau im Takt des Netzes: wie der Synchronmotor funktioniert, wo er eingesetzt wird und wie er sich vom Asynchronmotor unterscheidet.

ca. 4 Minuten Grundlagen Quiz mit 10 Fragen
01

Worum geht es?

Beim Synchronmotor dreht der Läufer genau so schnell wie das Drehfeld. „Synchron“ heißt „im Gleichtakt“. Wie zwei Tänzer, die exakt im Takt der Musik tanzen.

Das klappt, weil der Läufer selbst ein Magnet ist. Er muss nicht wie beim Asynchronmotor erst durch Induktion magnetisch werden.

Läufer mit Dauermagnet im Drehfeld Ein Ring als Ständer mit umlaufendem Magnetfeld. Innen ein Läufer mit Nordpol und Südpol, der genau im Takt des Feldes mitdreht. NS Drehfeld im Ständer Läufer mit Dauermagnetoder Erregerwicklung dreht genau im Takt: synchron
Der Läufer ist selbst ein Magnet: Beim Synchronmotor hat der Läufer einen festen Nord- und Südpol, entweder durch einen Dauermagneten oder eine Wicklung mit Gleichstrom. Das Drehfeld im Ständer zieht ihn mit, und zwar genau gleich schnell, ohne Schlupf.
02

Eigenschaften

Synchron und asynchron im Vergleich Drei Balken: Drehfeld 1500, Synchronmotor 1500 und Asynchronmotor 1450 Umdrehungen pro Minute. Drehfeld1.500 1/minSynchronmotor1.500 1/minAsynchronmotor1.450 1/min Synchron: kein Schlupf. Asynchron: etwas langsamer
Der Unterschied in einem Bild: Bei 50 Hz und 2 Polpaaren dreht das Drehfeld mit 1.500 1/min. Der Synchronmotor dreht genau mit, der Asynchronmotor etwas langsamer.
  • Feste Drehzahl: Am Netz dreht er genau mit n = 60 · f geteilt durch p, egal wie stark er belastet wird.
  • Sehr sparsam: Mit Dauermagneten hat er besonders wenig Verluste.
  • Anlauf: Am festen Netz läuft er nicht von allein an, das Feld dreht zu schnell. Heute regelt meist ein Frequenzumrichter die Frequenz langsam hoch.
  • Außer Tritt: Wird er zu stark belastet, reißt er aus dem Takt und bleibt stehen.
Pumpe mit Permanentmagnet-Synchronmotor
Pumpe mit Permanentmagnet-Synchronmotor: Solche Motoren haben Dauermagnete im Läufer. Sie sind sehr sparsam und werden heute oft in Pumpen, Lüftern und Elektroautos eingesetzt, meist zusammen mit einer Elektronik, die die Drehzahl regelt.

Foto: Simiprof, „PM synchronous motor pump“, Lizenz: CC0 (gemeinfrei), Quelle: Wikimedia Commons, verkleinert.

Auch als Generator

Fast alle großen Kraftwerksgeneratoren sind Synchronmaschinen. Sie erzeugen die 50 Hz unseres Netzes. Mehr dazu im Thema Generator.

03

Rechenbeispiele

01 Wie schnell dreht er?

Ein Synchronmotor mit 3 Polpaaren hängt am 50-Hz-Netz.

  1. n = 60 · 503 = 1.000 1/min
  2. Ergebnis: genau 1.000 1/min, auch unter Last
02 Mit Frequenzumrichter

Derselbe Motor bekommt vom Frequenzumrichter 25 Hz.

  1. n = 60 · 253 = 500 1/min
  2. Ergebnis: halbe Frequenz, halbe Drehzahl
04

Typische Fehler

  • Synchron und asynchron verwechselt: Nur der Synchronmotor läuft ohne Schlupf.
  • Direkt ans Netz ohne Anlaufhilfe: Ohne Umrichter oder Anlaufkäfig läuft er nicht an und brummt nur.
  • Überlastet: Bei zu großer Last fällt er außer Tritt. Dann muss er abgeschaltet werden.
Merke

Beim Synchronmotor ist der Läufer ein Magnet und dreht genau mit dem Drehfeld, ohne Schlupf: n = 60 · f geteilt durch p. Er ist sehr sparsam, braucht aber eine Anlaufhilfe, heute meist einen Frequenzumrichter. Kraftwerksgeneratoren sind Synchronmaschinen.

05

Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Synchronmotor. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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