Synchrone Reluktanzmaschine oder SRM

Die synchrone Reluktanzmaschine (SRM) ist eine Drehfeldmaschine, welche ihr Drehmoment einzig und allein aus Reluktanzkraft bezieht, welche linear abhängig zur Änderung des magnetischen Widerstandes zwischen Stator und Rotor ist, und nicht wie bei herkömmlichen Elektromotoren aus der Lorentzkraft resultiert. Der Reluktanzrotor benötigt somit keinerlei Permanentmagnete oder elektrische Leiter. Er besteht lediglich aus weichmagnetischem Eisen und hat ausgeprägte Pole. Die Reluktanzmaschine kann als Elektromotor und auch als Generator betrieben werden.

Funktionsprinzip

Das charakteristische Drehmoment beruht auf differentiellen magnetischen Widerständen in x‑ und q‑Richtung. Der Rotor strebt stets jene Position an, in der der magnetische Fluss den geringsten Widerstand findet – dadurch entsteht das Reluktanzmoment. Flussbarrieren im Rotor führen dazu, dass sich ein kaschierter „Polradwinkel“ einstellt, der dann das Drehmoment erzeugt.

Aufbau & Steuerung

Der Stator entspricht dem einer konventionellen Drehstrommaschine. Spezielles Rotorblechpaket mit Flussbarrieren sorgt für Anisotropie. Für den synchronen Betrieb sind Frequenzumrichter und Rotorlagenerfassung zwingend erforderlich – meist mittels Sensoren oder sensorenloser Regelung. Häufig ist zusätzlich ein Dämpferkäfig integriert, um den asynchronen Anlauf zu ermöglichen.

Effizienz und Leistungsmerkmale

Die SRM erreicht durch fehlende Rotorverluste Wirkungsgradwerte auf IE4–IE5-Niveau. Sie arbeitet leiser und effizienter als Asynchronmotoren, benötigt jedoch komplexere Regelungstechnik und etwas teurere Umrichter. Zudem tritt durch die ausgeprägten Reluktanzkräfte weniger Drehmoment-Rippel auf als bei geschalteten Reluktanzmotoren.

Einsatzbereiche & Vorteile

SRM eignen sich besonders dort, wo es auf hohe Effizienz, Robustheit und geringe Abhängigkeit von Magnetwerkstoffen ankommt – z. B. Pumpen, Lüfter, Fördertechnik oder in hochdynamischen Antrieben. Der Wegfall von Permanentmagneten senkt Kosten und reduziert Abhängigkeiten von seltenen Rohstoffen – ein entscheidender Vorteil in Bezug auf Nachhaltigkeit und Versorgungssicherheit.