Auf Einladung der CWIEME Shanghai 2024 hielt Marcelo Hellmann, Chief Technology Officer bei Hoyer Motors, einen Vortrag über die Entwicklung effizienter und nachhaltiger Induktionsmotoren im Zeitalter der grünen Energie. Sein Vortrag umfasste eine Analyse des weltweiten Stromverbrauchs, die Vorteile von Permanentmagnetmotoren (PM-Motoren) sowie bewährte Verfahren von Hoyer Motors.

In Bezug auf den weltweiten Stromverbrauch wies Marcelo darauf hin, dass Asien von 1990 bis 2022 das stärkste Wachstum verzeichnete. Eine Aufschlüsselung nach Ländern zeigt, dass Chinas Stromverbrauch von 1990 bis 2022 rasant gestiegen ist und im Jahr 2022 insgesamt 8.090 TWh erreichte, womit das Land weltweit der größte Verbraucher ist, gefolgt von den Vereinigten Staaten. Was den Energiemix betrifft, so betrug Chinas Anteil an Kohle im Jahr 2021 60,6 %, an Öl 18,1 %, an Erdgas 8 % und an Wasserkraft 3 %. Bei den CO₂-Emissionen stieß China im Jahr 2021 10.649 Mt aus, was 31,72 % der weltweiten Emissionen entspricht – ein Anstieg um 244 % seit dem Jahr 2000.

In seiner Rede wies Marcelo darauf hin, dass 30 % der weltweiten elektrischen Energie vom Industriesektor verbraucht werden und 65 % davon auf Elektromotoren entfallen. Weltweit machen Elektromotoren bis zu 46 % des gesamten Stromverbrauchs aus. Um diesem Problem entgegenzuwirken, stellte Marcelo Permanentmagnetmotoren vor, die den Energieverbrauch senken und den Wirkungsgrad verbessern können, und ging dabei näher auf deren Vorteile ein.

Permanentmagnetmotoren können verschiedene Verluste erheblich reduzieren, was zu einem höheren Wirkungsgrad des Motors führt. Das Rotormagnetfeld wird durch den Permanentmagneten erzeugt, wodurch die Kupferverluste im Rotor entfallen. Dies führt zu einem geringeren Stromverbrauch auf der Statorseite, was wiederum einen geringeren Kupferverbrauch im Stator, einen geringeren Einsatz an Eisenkernmaterial und einen geringeren Eisenverbrauch sowie geringere Streu- und Wicklungsreibungsverluste zur Folge hat.

Der Permanentmagnetmotor verfügt über einen breiten effizienten Betriebsbereich, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen und geringem Drehmoment (z. B. bei Lüfter- oder Pumpenlasten), wo er in Frequenzumrichteranwendungen dennoch einen hocheffizienten Betrieb erzielen kann, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt.

Der Permanentmagnetmotor erzeugt das Rotormagnetfeld mithilfe des Permanentmagneten, ohne dass eine Erregung durch Statorstrom erforderlich ist, wodurch er einen höheren Leistungsfaktor als ein Asynchronmotor aufweist. Dies ist insbesondere bei Lüfter- und Pumpenanwendungen von Vorteil, wo der Leistungsfaktor des HMCPM bei geringer Last im drehzahlgeregelten Betrieb einen sehr deutlichen Vorteil bietet.

Darüber hinaus betonte Marcelo, dass im Lebenszyklus eines Elektromotors die Energiekosten bis zu 93,5 % der Gesamtkosten ausmachen, während die Anschaffungskosten bei 2,5 %, die Wartungskosten bei 1,5 % und die Ausfallkosten bei 2,5 % liegen.