Messung mit verschiedenen Methoden
Die Effizienz eines Elektromotors lässt sich mit unterschiedlichen Methoden ermitteln. Eine Möglichkeit besteht darin, die Leistungsaufnahme der Antriebe bei gleicher Ausgangsleistung in einem Arbeitspunkt miteinander zu vergleichen. Dabei zeigt sich, dass bürstenlose DC-Motoren weniger Strom verbrauchen als Induktionsmotoren.
Wird der Motor dagegen mit einem drehzahlvariablen Antrieb betrieben, muss der Wirkungsgrad über den gesamten Betriebsbereich hinweg verglichen werden. Der Grund liegt darin, dass sich der Wirkungsgrad bei diesen Motoren je nach Lastfaktor und Drehzahl ändert. Stellt man Induktionsmotoren und bürstenlose DC-Motoren mit drehzahlvariablem Antrieb einander gegenüber, dann sieht man, dass der bürstenlose DC-Motor über einen größeren Bereich hinweg effizienter arbeitet als der Induktionsmotor.
Praxisnaher Vergleich
An konkreten Anwendungen lässt sich die unterschiedliche Effizienz von bürstenlosen DC-Motoren und Induktionsmotoren am besten verdeutlichen – z.B. anhand eines Förderbandes. Treiben ein bürstenloser DC-Motor und ein Induktionsmotor es mit konstanter Drehzahl an, so verbraucht der bürstenlose Antrieb dafür über ein Jahr hinweg betrachtet 37 Prozent weniger Strom als der Induktionsmotor. Bei einem Betrieb mit Drehzahländerungen ist der Effekt sogar noch größer: Transportiert das Förderband eine Last mit 100 Umdrehungen pro Minute und wird zur Inspektion auf 30 Umdrehungen pro Minute abgebremst, sind sowohl der Stromverbrauch als auch die CO2-Emissionen des bürstenlosen DC-Motors im Jahr 69 Prozent niedriger als die des Induktionsmotors. Das hängt damit zusammen, dass der Wirkungsgrad des bürstenlosen Antriebs durch die Änderung der Drehzahl nur leicht reduziert wird, der des Induktionsmotors jedoch sehr stark.
Bürstenlose Antriebe arbeiten also auch in Anwendungen mit variierender Drehzahl effizienter als Induktionsmotoren. Ein ähnliches Bild ergibt sich beim Einsatz bürstenloser DC-Motoren als Antriebe für Lüfter: Ihr Stromverbrauch ist hier ebenfalls erheblich niedriger als der eines Asynchronantriebs. Sie haben in dieser Anwendung zudem noch einen anderen großen Vorteil gegenüber Induktionsmotoren: Da sich ihre Drehzahl über PWM-Signale oder externe analoge Einstellungen anpassen lässt, können auch die Geräuschemissionen der Ventilatoren reduziert werden.
Kompakter und leichter
Oriental Motor hat vier verschiedene Serien bürstenloser DC-Motoren für Gleich- und Wechselstrombetrieb mit Nennausgangsleistungen zwischen 15 und 400W im Programm. Die Antriebe haben nicht nur einen hohen Wirkungsgrad, sondern sind auch kompakt gebaut. Während ein Induktionsmotor mit Getriebe etwa 200mm lang ist, sind es beim bürstenlosen Antrieb nur 95,4mm. Und statt 4,7kg wie ein Asynchronmotor wiegt ein bürstenloser DC-Motor von Oriental Motor einschließlich Treiber lediglich 3,1kg.
