Läuft und läuft und läuft

Energieeffizienz bei Kleinstantrieben. Nicht nur das Verlustverhalten im Leerlauf- oder Stillstandbereich der Motoren spielt beim Energieverbrauch eine tragende Rolle, auch Ansteuerung und Mechanik.

Der Mars-Rover Opportunity ist be- reits im elften Jahr im Nasa-Einsatz. Er nutzt Antriebe mit einer hohen Leistungs- oder Drehmomentdichte. (Bild: Maxon Motor)

Von Jan Braun

Geringer Strombedarf, Erwärmung und Leistungsdichte sind bei Kleinstantrieben ausschlaggebend, sollen sie energieeffizient betrieben werden. Energieeffizienz ist nicht nur im Automotive-Bereich, sondern auch bei viel kleineren Motoren ein wichtiger Faktor. Typische Anwendungen sind batterie- und akkubetriebene Geräte oder auch Raumfahrtanwendungen. Hier gilt es, die vorhandene elektrische Leistung möglichst gut zu nutzen. Dies bedeutet auch, dass der Antrieb wenig Wärmeverlust aufweist, der Temperaturanstieg also auf ein Minimum reduziert werden kann.

Die Energieumwandlung wird durch die Drehmomentkonstante kM und die Drehzahlkonstante kn beschrieben. Dabei ist zu beachten, dass die Drehzahlkonstante der Kehrwert der Drehmomentkonstanten ist. Die gesamte Umwandlung kann also durch kM ausgedrückt werden. Nicht die gesamte elektrische Eingangsleistung wird in mechanische Leistung umgewandelt. Nach Abzug des Spannungsabfalls aufgrund des elektrischen Widerstands bleibt die induzierte Spannung Ui übrig. Ebenfalls wird nicht die gesamte erzeugte mechanische Leistung an der Motorwelle zur Verfügung stehen.

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