Gleichstrom-Getriebemotor vs. Wechselstrom-Induktionsmotor:
Welches benötigen Sie?

Ein Gleichstrom-Getriebemotor ist die naheliegende Wahl. Die Bordbatterie liefert die Gleichstromversorgung direkt. PMDC- oder BLDC-Motoren mit PWM-Drehzahlregelung ermöglichen ein sofortiges Ansprechverhalten und regenerative Bremsung. Ein Wechselstrommotor würde einen DC/AC-Wechselrichter erfordern, was Kosten, Gewicht und Komplexität erhöht. Typischer Leistungsbereich: 50 W bis 3 kW.

Der Drehstrom-Asynchronmotor ist die optimale Wahl. Er bietet Drehstromanschluss, feste oder frequenzumrichtergesteuerte Drehzahl, ist für Dauerbetrieb (S1) geeignet und erfordert nur minimalen Wartungsaufwand. Die koreanische Ever-Power Y2-Serie mit 4 Polen und einer Leistung von 0,75 bis 7,5 kW, kombiniert mit einem NMRV-Schneckengetriebe oder Stirnradgetriebe, deckt das gesamte Spektrum an Förderbandantrieben ab – von langsamen Lebensmittelverarbeitungsanlagen bis hin zu schnellen Sortieranlagen in Distributionszentren.

Gleichstrom-Getriebemotoren dominieren dieses Segment. Leistungsbereich 3 bis 100 W, 12 V oder 24 V Gleichstromversorgung, kompakte, integrierte Einheit, niedrige Kosten. Wechselstrommotoren in diesem Leistungsbereich (YS-Kleinserie) sind zwar erhältlich, benötigen jedoch einen Netzanschluss und sind größer – sie eignen sich nur, wenn die Anwendung permanent ans Netz angeschlossen ist und keine kompakte Gleichstromversorgung verfügbar ist.

Wechselstrom-Induktionsmotoren mit Frequenzumrichter sind die eindeutig bevorzugte Lösung. Die Fliehkraftcharakteristik (Leistung proportional zur dritten Potenz der Drehzahl) macht die Energieeinsparungen durch den Frequenzumrichter überzeugend – eine Drehzahlreduzierung um 201 TP³T spart fast 501 TP³T an Leistung. Gleichstromantriebe wurden in Pumpen- und Lüfteranwendungen weitgehend durch Frequenzumrichter-Wechselstrommotor-Systeme verdrängt, die eine gleichwertige Drehzahlregelung mit höherer Effizienz und geringerem Wartungsaufwand ermöglichen.

BLDC-Getriebemotor mit Encoder-Rückmeldung und dediziertem Servotreiber. Der BLDC-Motor vereint die Drehmomentansprechbarkeit eines Gleichstrommotors mit der Zuverlässigkeit eines bürstenlosen Motors. Die Getriebeuntersetzung ermöglicht ein hohes Ausgangsdrehmoment aus einer kompakten Einheit. AC-Servomotoren sind für diese Anwendung ebenso geeignet, verursachen jedoch höhere Systemkosten. Unter 5 kW wird häufig ein BLDC-Motor bevorzugt; über 5 kW ist ein AC-Servomotor mit Vektorregelung üblicher.

Der Wechselstrom-Bremsmotor (Korea Ever-Power Y2EJ-Serie) ist die Standardlösung für Industriehebezeuge. Die integrierte, federbetätigte Bremse gewährleistet sicheres Halten der Last. Drehstromanschluss, Schutzart IP54, Leistungsbereich von 0,18 bis 45 kW – geeignet für alle Werkstatt- und Industriekrananwendungen. Gleichstrom-Getriebemotoren werden in kleinen Kettenzügen (12-V- oder 24-V-Batteriebetrieb) eingesetzt, finden aber in Drehstrom-Industriehebezeugen über 0,5 kW selten Verwendung.

Für die meisten industriellen Anwendungen ab 0,75 kW ist dies der Fall. Ein frequenzumrichtergesteuerter Drehstrom-Asynchronmotor (insbesondere die Inverter-Duty-Serie YVF2 von Korea Ever-Power) bietet einen vergleichbaren Drehzahlbereich, ähnliche Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien sowie eine höhere Langzeitstabilität und Effizienz als ein bürstenbehafteter Gleichstrom-Getriebemotor. Die wichtigsten verbleibenden Vorteile des Gleichstrom-Getriebemotors sind: Betrieb mit Gleichstrom (Batterie oder Solar) ohne zusätzliche Wechselrichterstufe; extrem kompakte integrierte Einheiten für sehr geringe Nennleistungen (unter 50 W); und Anwendungen, bei denen bereits ein dedizierter Gleichstrom-Servoregler im System vorhanden ist und die Hinzunahme eines Frequenzumrichters Kosten und Komplexität ohne Nutzen verursachen würde. Für jede neue industrielle Anwendung ab 1 kW an einer Wechselstrom-Netzversorgung ist die Kombination aus Frequenzumrichter und Drehstrom-Asynchronmotor fast immer die richtige Lösung.

Ein Gleichstrom-Getriebemotor kann bereits ab nahezu null Umdrehungen pro Minute ein nutzbares Drehmoment erzeugen, da die PWM-Drehzahlregelung die Motorspannung proportional reduziert und der Motor bei jedem Ankerstrom oberhalb von null ein Drehmoment liefert. Ein Wechselstrom-Getriebemotor mit fester Versorgungsfrequenz hat eine feste Drehzahl (z. B. 1450 U/min bei 50 Hz, 4-polig) und erreicht niedrige Ausgangsdrehzahlen ausschließlich durch die Getriebeuntersetzung. Die Schneckengetriebe der Baureihe NMRV von Korea Ever-Power bieten Übersetzungsverhältnisse von 5:1 bis 100:1 und ermöglichen so Ausgangsdrehzahlen von ca. 1450 U/min bis hinunter zu 14,5 U/min für einen 4-poligen Motor. Mit einem Frequenzumrichter und einem lüftergekühlten Motor vom Typ IC416 lässt sich die Drehzahl des Wechselstrommotors bei gleichbleibendem Drehmoment auf nahezu null reduzieren (minimale Frequenz 3 bis 5 Hz). Dadurch ergibt sich ein praktischer Drehzahlbereich von unter 100 U/min bis über 1500 U/min – vergleichbar mit einem Gleichstrom-Getriebemotor mit demselben Übersetzungsverhältnis.

Bei sehr geringen Leistungen (unter 100 W) ist ein bürstenbehafteter PMDC-Getriebemotor in der Anschaffung in der Regel günstiger als ein Wechselstrom-Einphasenmotor mit Getriebe, da er in sehr hohen Stückzahlen für Konsumgüter und leichte Gewerbegeräte gefertigt wird. Ab ca. 200 W ist die Kombination aus Wechselstrom-Getriebemotor (Korea Ever-Power YS- oder Y2-Serie plus NMRV-Getriebe) preislich mit einem vergleichbaren PMDC-Getriebemotor konkurrenzfähig. Die Gesamtlebenszykluskosten des Wechselstrom-Getriebemotors sind zudem niedriger, da der Bürstenwechsel, die Kommutatorwartung und die höheren Energiekosten entfallen. Ein BLDC-Getriebemotor mit vergleichbarer Leistung kostet in der Regel das Zwei- bis Vierfache eines Wechselstrom-Getriebemotors und ist nur dann gerechtfertigt, wenn die lange Lebensdauer des bürstenlosen Motors oder die spezifischen Leistungsmerkmale eines BLDC-Motors erforderlich sind.