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Die Drehzahl ist somit über einen weiten Lastbereich nahezu konstant und daher für Anwendungen mit steifer Drehzahlanforderung ideal. Aufgrund seiner hohen Drehzahlkonstanz eignet sich der Nebenschlussmotor besonders gut in Kombination mit einer elektronischen Regelung, wie z.B. für den Einsatz bei Fließbändern mit gleichbleibender Drehzahl bei schwankender Belastung.
Was sind dabei die Hauptmerkmale des Nebenschlussmotors?
- Anker und Stator sind an einer Spannungsquelle parallelgeschaltet
- Auch bei steigender Belastung ergibt sich eine nahezu gleichbleibende Drehzahl.
- Eine hohe Anzahl an Windungen ergibt einen großen Widerstand an der Statorwicklung.
- Das Erregerfeld im Stator bleibt immer gleich
- Ein Nebenschlussmotor ist für Wechselstrombetrieb ungeeignet.
Parallel statt Reihe
Zunächst sollte man einen Blick auf den Aufbau dieses Gleichstrommotors werfen. Der Nebenschlussmotor entspricht in seinem Aufbau einem fremderregten Gleichstrommotor und kann aus einer einzigen Gleichspannungsquelle gespeist werden. In der praktischen Anwendung wird üblicherweise jedoch mit einer fixen Erregerspannung und einer variablen Ankerspannung betrieben.
Wie bei einem permanent erregten Gleichstrommotor besteht auch der Nebenschlussmotor aus Stator, Anker und einem Kommutator mit Bürsten. Der Stator ist jedoch kein permanenter Magnet, sondern besteht, wie auch bei anderen elektrisch erregten Gleichstrommaschinen aus einem magnetisch leitfähigen Material, beispielsweise geblechtes Eisen. Um den Stator ist eine Spule gewickelt, die das Erregerfeld erzeugt.
Anders als bei einem Reihenschlussmotor hat die Spule am Stator des Nebenschlussmotors eine sehr hohe Anzahl an Wicklungen. Mit diesem hochohmigen Wicklungswiderstand soll der Erregerstrom, der zur Erzeugung des Erregerfeldes am Stator führt, möglichst gering werden.
Erregerspannung bleibt immer gleich
Aus der Parallelschaltung der Wicklungen und der Versorgung aus einer Spannungsquelle ergibt sich, dass das Magnetfeld der Erregerwicklung am Stator immer gleichbleibt. Bei diesem Motor gibt es auch keine Ankerrückwirkung, also die Beeinflussung des Erregerfeldes durch den Anker. Dies führt zu einer nahezu konstanten Drehzahl des Ankers.
Zum Vergleich: Beim Reihenschlussmotor ist in Abhängigkeit der mechanischen Belastung der Ankerwelle der Erregerstrom und damit das Magnetfeld der Erregerwicklung variabel. Mit steigender mechanischer Belastung erhöht sich der Strom von Stator- und Ankerwicklung, was zu einer Reduzierung der Ankerdrehzahl führt.
Drehzahl elektronisch einstellen
Da das Anker- und Erregerfeld von Nebenschlussmotoren aus derselben Gleichspannungsquelle versorgt werden, ist eine Steuerung der Drehzahl über eine Änderung dieser Spannungsquelle nicht möglich. Mit der Trennung von Anker- und Statorspule bietet sich die Möglichkeit, einstellbare Spannungen einzeln an jeder Wicklung zu realisieren. Siehe auch hierzu die Beschreibung „Fremderregter Gleichstrommotor“.
Die Drehzahleinstellung wird in der Praxis mit Drehzahlregelgeräten durch die Einstellung der Ankerspannung vorgenommen. Aufgrund der Bauweise eines Nebenschlussmotors ist die Einstellung der Drehzahl auch über eine variable Feldspannung an der Statorwicklung nahezu verlustfrei möglich, findet aber in der praktischen Umsetzung keine Anwendung.
Niedriges Drehmoment beim Start und kein Wechselstrom
Der Nachteil der Konstruktionsweise eines Nebenschlussmotors ist, dass er im Gegensatz zum Reihenschlussmotor beim Start kein erhöhtes Drehmoment abgeben kann. Er benötigt auch eine hohe Energie in der Anlaufphase als später im laufenden Betrieb. Aufgrund seiner Bauweise ist ein Betrieb mit Wechselspannung ausgeschlossen.
Durchdrehen nur bei technischem Defekt
Ebenso wie Reihenschlussmotoren kann auch ein Nebenschlussmotor “durchgehen”, also sich selbst zerstören. Beim Reihenschlussmotor geschieht dies, wenn das Lastmoment am Anker zu weit sinkt, sodass die Drehzahl exponentiell ins Unermessliche steigt.
Beim Nebenschlussmotor passiert das Gleiche. Sobald der Stromkreis zum Erregerfeld unterbrochen wird, fliesst der Strom nur noch durch den Anker, der Widerstand am Stator entfällt und das noch nachwirkende Magnetfeld an der Statorspule beschleunigt den Anker so schnell, bis der Nebenschlussmotor durch Fliehkräfte zerstört wird.
Ein ausfallendes Erregerfeld verursacht demnach auch am Nebenschlussmotor einen kritischen Zustand. Aus diesem Grund sollte kein Motor ohne Strombegrenzung bzw. ohne ein Regelgerät mit entsprechender Schutzfunktion betrieben werden. Der Nebenschlussmotor ist bei bestimmten Anwendungen aufgrund der nicht notwendigen Permanentmagnete sowie der einfachen und effizienten Konstruktionsweise recht beliebt.
Was ist der beste Elektromotor für Ihre Ansprüche?
Was ist ein Nebenschlussmotor?
Ein Nebenschlussmotor ist eine elektrisch erregte Gleichstrommaschine, deren Ankerkreis und Erregerkreis parallel zueinander geschaltet sind. Beide Kreise werden durch ein und dieselbe Gleichspannungsquelle gespeist.
Warum funktioniert der Nebenschlussmotor nicht mit Wechselstrom?
Die vielen Wicklungen der Spule am Stator weisen einen hohen Widerstand auf. Bei einer plötzlichen Umpolung könnte das Erregerfeld nicht schnell genug die Richtung ändern, sodass der Anker darin unrund läuft oder gar ganz stehen bleibt.
Welche Anwendungen hat der Nebenschlussmotor?
Er eignet sich besonders für Anwendungen mit gleichbleibender Drehzahl bei schwankender Belastung, wie Fließbänder. Der Nebenschlussmotor bietet nahezu konstante Geschwindigkeit, selbst wenn die Last variiert.
