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Neu: PDF-Flyer "Elektrische Antriebstechnik: Vorschau September – Dezember 2010"

Die wirtschaftliche Bedeutung elektrischer Kleinantriebe (fractional horsepower drive), deren obere Leistungsgrenze bei etwa 1 kW liegt, ist erheblich. Allein die rotierenden Kleinmotoren unter 750W, d. h. weder Magnete und Linearmotoren noch Stromrichter und mechanische Übertragungselemente einbezogen, erzielten nach der Statistik des Verbandes Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. (ZVEI) 2005 mit geschätzten 2,49 Milliarden EURO einen höheren Produktionswert als alle anderen Produktgruppen der Antriebstechnik (gesamter Produktionswert einschließlich Stromrichter für elektrische Antriebe ca. 6,76 Milliarden EURO). Das Bild 1.1 zeigt die Entwicklung des Produktionswertes von 1995 bis 2005. Darin sind entsprechend der ZVEI-Statistik Drehstrommotoren unter 750 W, die 2004 einen Produktionswert von 196 Millionen EURO erreichten, nicht berücksichtigt.

Eine Studie der Marktforscher von Frost und Sullivan rechnet für das Jahr 2006 mit einem Umsatz an Kleinstmotoren (Leistungen unter 700 W) für Europa in Höhe von 5,4 Milliarden Dollar, d. h. mit einer Steigerung gegenüber 1999 um fast 23 Prozent. Danach wird der Großteil der Kleinstmotorenumsätze in Deutschland erzielt. Während der Markt der Wechselstrommotoren zunehmend in Sättigung gerät, sind in steigendem Maße bürstenlose Motoren gefragt (siehe auch Abschnitt 2.2.1.1).

Kennzeichen elektromagnetischer Kleinantriebe ist die außerordentliche Vielfalt ihrer Einsatzgebiete. Werden sie in Konsumgütern verwendet, sind bei zum Teil sehr großen Stückzahlen (> 1 Millionen Stück pro Jahr) die Fertigungskosten so gering wie möglich zu halten. Diese Gegebenheiten erfordern, dass kostengünstige Kleinantriebe (low-cost drives) nicht nur die elektromechanischen Bedingungen des speziellen Anwendungsfalles erfüllen, sondern auch konstruktiv möglichst gut sowohl an den anzutreibenden Mechanismus (Gerät) als auch an das wirtschaftlichste Fertigungsverfahren angepasst sein müssen. Typische Bedingungen sind zum Beispiel:
• keine überzogenen Anforderungen an Leistungsgewicht und Wirkungsgrad;
• Integration in Gerät bzw. Übernahme von Gerätefunktionen durch Motorteile (z.B. ist Motorlagerschild gleichzeitig ein Teil eines Pumpengehäuses);
• weitgehend automatische Fertigung in Großserie: – Stanz-Biege-Füge-Technik;
– Verwendung handelsüblicher Bauteile (keine Sonderausführungen z.B. für Magnete, Lager, Kondensatoren), Ständer- und Läuferpakete aus unlegiertem Blech (Weißblech, oft ungeglüht eingesetzt), Ferritmagnete;
– grobe Stufung der Abmessungen bei Motorfamilien (Außen-, Innendurchmesser, Paketlänge), großer Luftspalt;
– geringer Nutfüllfaktor, möglichst einfache Wicklung, Backlackdraht;
– möglichst wenig gestufte Wellen, Gleitlager;
– möglichst einfache Elektronik.

Außer kostengünstigen Antrieben gibt es hochwertige Kleinantriebe (high-grade drives), deren Ausführungen durch besondere, oft extreme Anforderungen bestimmt werden:
• optimale elektromechanische und konstruktive Anpassung an das Gerät;
• Kleinserie: spanabhebende Bearbeitung, Zusammenfügen durch Schrauben, hochwertige Bauteile: Dynamoblech oder verlustarmes Spezialblech, Seltenerd-Magnete (SmCo, zunehmend NdFeB), Wälzlager;
• gegebenenfalls Vier-Quadranten-Betrieb;
• besondere Eigenschaften bezüglich Leistungsgewicht, Wirkungsgrad (geringer Energiebedarf, geringe Erwärmung), Drehzahl, Rundlauf, Gleichlauf, Dynamik (geringe mechanische und/oder elektrische Zeitkonstante), Positionierung, Überlastbarkeit, Lebensdauer, Robustheit, Wartungsfreiheit, Geräusch- und Schwingungsarmut, Elektromagnetische Verträglichkeit, Unempfindlichkeit gegenüber ungünstigen Umweltbedingungen (Temperatur, Schwingungen, Beschleunigungen, Druck, Verschmutzung (staub-, wasser-, gasdicht), elektrische und magnetische Felder).

Infolge dieser unterschiedlichen Bedingungen entwickelte sich im Laufe der Zeit eine fast unübersehbare Ausführungsvielfalt, die sich durch neuere Entwicklungen der Mikro- und Leistungselektronik sowie der Werkstoffe, und zwar insbesondere der Magnetwerkstoffe ständig erweitert.

Auszug aus:
Handbuch Elektrische Kleinantriebe
Herausgegeben von Hans-Dieter Stölting, Eberhard Kallenbach
Carl Hanser Verlag
ISBN 3-446-40019-2

Leseprobe
Die vollständige Leseprobe aus dem "Handbuch Elektrische Kleinantriebe" können Sie als PDF-Datei herunterladen.