Antriebsmotoren

Die für das Kart verwendeten Motoren sind vom Typ der sogenannten permanent erregten Synchronmotoren und werden mittels Blockbestromung angesprochen. Dabei wird im deutschen Sprachraum auch oft der englische Begriff, des EC-Motors (electronically commutated motor) verwendet. Sein Funktionsprinzip ist dem der normalen Synchronmaschine sehr ähnlich, eignet sich jedoch durch konstruktive Maßnahmen, statt für eine sinusförmige für eine blockförmige Stromform. „EC“ steht dabei für die elektronische Kommutierung, welche ohne die in den herkömmlichen Gleichstrommaschinen verwendeten Kohlebürsten (mechanische Kommutierung) erfolgt.

Für das Kart wird je Fahrzeugseite ein einzelner Motor verwendet, die mit einem 2:1 Verhältnis direkt auf die Räder übersetzt werden. Die Motoren sind in axialer Bauweise aufgebaut und verfügen über einen Radiallüfter zur Kühlung. Beide Radachsen sind vollständig unabhängig voneinander ausgeführt und nicht durch ein Differential miteinander gekoppelt. Die Einbauposition beider Motoren ist in Abbildung 1 rot markiert. In Abbildung 2 ist das Kart von hinten dargestellt, zwischen den Motoren die zugehörige Leistungselektronik.

Die wichtigsten Motordaten sind folgend aufgeführt. Auch hier wurde Wert auf eine möglichst flexible Konfiguration gelegt. So wäre es in Zukunft, um auf Magneten verzichten zu können, auch denkbar Reluktanzmaschinen mit gleichen Maßen und Betriebsparametern zu verwenden.

Dabei bietet der EC-Motor gegenüber konventionellen Gleichstrommaschinen einige Vorteile:

• Höhere Lebensdauer durch Wegfall von Verschleißteilen (Kohlebürsten)
• Höhere erreichbare Drehzahlen
• Höherer Wirkungsgrad durch Wegfall des Erregungsfelds
• Anwendbarkeit komplexerer Regelverfahren

Als wesentlicher Unterschied gegenüber der konventionellen Gleichstrommaschine besteht bei den EC-Motoren die Möglichkeit, die elektronische Kommutierung abhängig von der Rotorposition zu machen. Damit ist es zum Beispiel möglich komplexere Regelverfahren zu verwenden. Eine prinzipielle Ansteuerschaltung ist in Abbildung 3 gezeigt und wird so in leichter Abwandlung auch für das Kart verwendet. Die Motorposition, die für die korrekte Regelung nötig ist, wird durch Hallsensoren erfasst und an die Steuerelektronik weitergeleitet.