Als Torque Motor wird ein elektrischer Direktantrieb bezeichnet, der hohe Drehmomente bei vergleichsweise geringen Drehzahlen aufweist. Der Name des Motors stammt vom englischen Begriff „torque“ für Drehmoment ab. Prinzipiell entspricht der Torquemotor gängigen Elektromotoren. Im Unterschied zu herkömmlichen Motoren bezieht der Torquemotor das gesteigerte Drehmoment aus einer erhöhten Anzahl an Polpaaren und den daraus entstehenden kurzen Wegen für Wickelköpfe und den magnetischen Rückschluss. So entstehen geringe Kupferverluste sowie ein tiefes Verhältnis von Drehmoment zu Masse. Kennzeichnend für Torquemotoren ist der grosse Durchmesser, denn wie bei allen Elektromotoren ist auch beim Torquemotor das Drehmoment vom Radius abhängig.
Welche besonderen Eigenschaften hat ein Torquemotor?
Der Torque Motor verfügt über ein überaus grosses Antriebsmoment und kann dadurch grosse Beschleunigungen mit hoher Systemdynamik durchführen. Anders als klassische Einheiten aus Motor und Getriebe verfügen Torquemotoren über eine erhöhte Antriebssteifigkeit bei gleichzeitig ausbleibendem Verdrehspiel. Dies führt zu verbesserten Regeleingenschaften dank minimierter Störgrössen sowie einer erhöhten Wiederholgenauigkeit im Einsatz.
Im Einsatz fallen Torquemotoren durch einen geräuscharmen Betrieb auf, denn auf mechanische Elemente kann bei diesem Motortyp völlig verzichtet werden. Auch die Wartung der Motoren bedingt nur wenig Aufwand, da es im Motor zu so gut wie keinem Verschleiss kommt. Es ist allerdings zu beachten, dass die Wärmeentwicklung bei Torque Motoren deutlich höher ist als bei konventionellen Servomotoren, wodurch oftmals eine Kühlung des Motors durch Wasser notwendig ist.
Ist der Einsatz eines Torque Motors wirtschaftlich?
Bei der Anschaffung eines Torquemotors muss man recht tief in die Tasche greifen – die Antriebe sind in der Regel mehr als doppelt so teuer wie herkömmliche Motor-Getriebe-Einheiten. Allerdings ergeben sich hinsichtlich Energieverbrauch und vor allem Wartung hohe Einsparpotentiale! Bei der Frage nach der Wirtschaftlichkeit von Torquemotoren muss daher immer auf den Einsatzzweck geachtet werden, denn obwohl die Antriebe einen geringeren Wirkungsgrad als schnelllaufende Motoren aufweisen, so ist das System durch den Verzicht auf Getriebe in vielen Fällen die effizientere Lösung.
Wo wird ein Torque Motor eingesetzt?
Torquemotoren sind in der heutigen Zeit immer dann gefragt, wenn es um momentstarke, dynamische und spielfreie Antriebe gehen soll. Der wohl wichtigste Einsatzzweck der Torquemotoren findet sich im Bereich der Werkzeugmaschinen, wo Drehtische oder Schwenkantriebe mit Torquemotoren ausgerüstet werden. So erreichen die Hersteller der Werkzeugmaschinen höchste Positioniergenauigkeiten bei gleichzeitig hoher Dynamik.
Auch bei Servopressen finden sich immer mehr drehmomentstarke Antriebe. Hier ersetzen die Torquemotoren die herkömmliche Kombination aus Schwungrad und Motor. Dadurch lässt sich die Geschwindigkeit extrem dynamisch über den Hub regulieren.
Auch in der Schifffahrt sind Torquemotoren seit fast 10 Jahren Bestandteil dieselelektrischer Antriebe. Hier werden die Motoren direkt auf die Propellerwelle eingebaut.
Fazit
Der Torquemotor ist ein leistungs- und drehmomentstarker Antrieb, der durch den Verzicht auf mechanische Elemente überaus geräuscharm im Betrieb und gleichzeitig extrem wartungsarm ist. Der hohe Anschaffungspreis wird schnell durch den geringen Energieverbrauch relativiert. Eingesetzt werden die Motoren vornehmlich im Maschinenbau.