Mehrpolige Maschinen

Bisher haben wir zur Vereinfachung eine Maschine mit einem Permanentmagneten und 6 Spulen betrachtet. Die Antriebstechniker bezeichnen diesen Aufbau als einpolige Maschine (p = 1) mit 3 Spulenpaaren (m = 3). Die Polpaarzahl p gibt die Anzahl von Permanentmagnet-Südpolen auf dem Rotor an. Je mehr Polpaare ein Rotor hat, desto weniger stark ruckelt er im Betrieb. Theoretisch ruckelt er zwar gar nicht, wenn er mit Drehstrom betrieben wird, in der Praxis ist das aber nicht immer wahr.

Die Anzahl an Spulen wird üblicherweise immer um drei Spulenpaare gleichzeitig erhöht. Die Spulen werden zu den vorhandenen Spulen in Reihe geschaltet. Sie bekommen also die gleichen Ströme wie die anderen Spulen.

Polpaarzahl und Anzahl der Spulen können unabhängig voneinander verändert werden. Vorteile und Auswirkungen gehen hier zu weit. Eine Maschine mit Polpaarzahl p = 2 und m = 6 Spulenpaaren sieht folgendermaßen aus:

Es sind vier Permanentmagnete um jeweils 90° versetzt auf den Rotor aufgeklebt. Im Stator sind 12 Spulen verbaut. Die Spulen gleicher Nummer erhalten den identischen Strom. Sie sehen ja auch immer das gleiche Stator-Magnetfeld. Die Spulenpaare bleiben 1/4, 2/5 und 3/6. Alles hat sich vorher alle 360° wiederholt. Jetzt wiederholt sich alles alle 180°. Es ist so, als hätten wir 2 Rotoren und 2 Statoren hintereinander gesetzt.

Was ändert sich? Die elektrische Drehzahl ω ist jetzt doppelt so schnell wie mechanische Drehzahl n des Rotors. Der Strom wiederholt sich bereits bei einer halben Rotorumdrehung, denn alle 180° kommt ein Nordpol des Stators an der Spule vorbei. Der Südpol des Stators muss um Ω = 45° statt 90° vor dem Nordpol des Rotors herlaufen. Das betrachten wir hier nicht genauer, es ist aber nicht allzu kompliziert.

Wir betrachten in diesem Tutorial nur Maschinen mit p = 1 und m = 3.

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