Permanentmagneetmotor vs asynchrone motor: welke kies je en waarom?

Permanentmagneetmotor vs asynchrone motor

Inhoud

Kiezen tussen een permanentmagneetmotor (PMSM/PM) en een asynchrone motor (inductiemotor) is geen spelletje “features afvinken”. Het bepaalt je energieverbruik, regelbaarheid, footprint, onderhoud én compliance voor jaren. Hieronder vind je een nuchtere vergelijking met onderbouwde cijfers, één transparant rekenvoorbeeld en een beslisframework dat je zo in je capex- of retrofitplan kunt plakken.

In één minuut: wanneer welke motor?

  • Kies PM bij variabele belasting/variabel toerental (pompen, ventilatoren, compressoren), waar deellast-efficiëntie en precise regelbaarheid tellen, vaak in combinatie met een VSD. PM is vrijwel altijd efficiënter, met bewezen voordeel bij part load.
  • Kies asynchroon bij constant toerental/vollast, hoge omgevingstemperaturen of budgetkritische projecten waar eenvoud en lage aanschafprijs zwaarder wegen. Starten op het net (DOL) is mogelijk en robuust.
  • IE-classes & regelgeving: wat vandaag in de EU bindend is, komt uit Verordening (EU) 2019/1781; IE-niveaus zelf staan in IEC 60034-30-1 (vaste snelheid) en IEC TS 60034-30-2 (variabel toerental). Voor 75–200 kW geldt sinds 1-7-2023 minimaal IE4.

Hoe ze werken (en waarom dat uitmaakt)

Asynchrone motor (inductie)

Maakt koppel via slip tussen statorveld en rotor; eenvoudig, goedkoop, wereldwijd beschikbaar. Direct op het net starten (DOL) kan, met typische locked-rotor torque (NEMA Design B) van grofweg 150–275 % van het nominaal koppel.

Permanentmagneetmotor (PMSM/PM)

Gebruikt permanente magneten in de rotor; daardoor geen rotor-I²R-verliezen en bij deellast vaak merkbaar efficiënter. Industriële PM-systemen werken in de praktijk met VSD; er bestaat een nichevariant die lijnstart kan (LSPM), maar die kent beperkingen rond synchronisatie/startkoppel en is niet de norm in procesomgevingen.

Let op IE-5: ultra-efficiëntie is niet exclusief voor PM. Moderne SynRM-motoren halen ook IE5-niveaus zonder magneten.

Efficiëntie & TCO (met één uitgewerkt voorbeeld)

Wat zeggen onafhankelijke vergelijkingen?

Vergelijkende studies laten zien dat PMSM’s over een breed belastingsgebied ca. 2–4 procentpunt hogere efficiëntie halen dan vergelijkbare inductiemotoren; het voordeel is het grootst bij deellast.

Dat vertaalt zich in TCO: energie domineert de levensduurkosten (9–9,5 delen op 10). Oftewel: je betaalt je motor vooral via je stroomrekening.

Rekenvoorbeeld (transparant)

Situatie: 30 kW as-vermogen, 6 000 h/jaar, € 0,20/kWh.
Formule: Pin=Pout/ηP_\text{in} = P_\text{out}/\etaPin​=Pout​/η.

  • Inductie (IE3 ~ 91 %) → Pin≈30/0,91=33,0P_\text{in} ≈ 30/0{,}91 = 33{,}0Pin​≈30/0,91=33,0 kW
  • PM (IE4/IE5 ~ 95 %) → Pin≈30/0,95=31,6P_\text{in} ≈ 30/0{,}95 = 31{,}6Pin​≈30/0,95=31,6 kW
    Verschil1,4 kW8 300 kWh/jaar€ 1 660/jaar besparing 

In variabele-flow toepassingen (pompen/ventilatoren) wordt het effect groter door de affinity laws: vermogen ~ snelheid³. 20 % toeren omlaag ≈ ~50 % minder as-vermogen (en dus elektrische opname).

Besturing & starten

  • PM + VSD: nauwkeurige koppel-/snelheidsregeling, uitstekende efficiency bij deellast. Lijnstart-PM (LSPM) kan DOL, maar synchroniseren onder last is techniek- en toepassingsafhankelijk; daarom zie je in de industrie vrijwel altijd VSD-gestuurde PM.
  • Inductie: DOL of softstarter mogelijk; met VSD wordt ook de inductiemotor veel efficiënter bij variabel debiet/druk.

Omgevingen, formaat en risico’s

  • Footprint/power density: PM-motoren zijn vaak compacter dan een gelijkwaardige inductiemotor (hogere vermogensdichtheid). Exacte framemaat blijft type- en fabrikant-afhankelijk.
  • Hoge temperaturen: NdFeB-magneten hebben temperatuurgrenzen per kwaliteit/grade (ruwweg ~80–200 °C+). Check je demagnetisatiemarge en koeling bij hoge omgeving/warme proceslucht.
  • IE-compliance: in Europa gelden vandaag de grenzen uit 2019/1781 (incl. IE4 voor 75–200 kW) en informatie-/testpunten uit diezelfde verordening. Plan dus niet alleen op motor-rendement, maar op motor + VSD als systeem, zeker waar je variabel toerental inzet.

Compacte vergelijkingstabel

Aspect PM (PMSM) Asynchrone motor
Efficiëntie (deellast) Meestal beter over breed gebied Goed op/near vollast
Regelbaarheid VSD-gestuurd: zeer nauwkeurig VSD optioneel; DOL mogelijk
Starten Meestal via VSD; LSPM-DOL kan, met beperkingen DOL/softstarter gangbaar, hoog startmoment mogelijk (Design B: 150–275 % LRT)
Footprint Vaak compacter (hogere vermogensdichtheid) Groter bij gelijk vermogen
Hoge T° omgeving Let op magnet-grade/demag Robuust en eenvoudig
Aanschafprijs Hoger Lager
IE5-haalbaarheid Ja (PM) Ook ja via SynRM (magnet-vrij)

 

Beslisboom (praktisch)

  1. Variabele belasting/toerental?
    Ja: PM + VSD is in de meeste gevallen TCO-winnaar. → Reken case-specifiek door.
    Nee: ga door. 
  2. Hoge omgevingstemp./ruw (continustof, > 90 °C behuizing, beperkte koeling)?
    Ja: asynchroon is vaak praktischer/robuster; check eventueel SynRM als IE-upgrade zonder magneten. 
  3. Strakke inbouw/gewicht?
    Ja: PM scoort op vermogensdichtheid. 
  4. Compliance vereist IE4 (75–200 kW) of hoger?
    → Af fabriek IE-klasse controleren (IEC 60034-30-1) en, bij variabel toerental, systeemprestaties conform 2019/1781/IEC TS 60034-30-2 documenteren.

FAQ (kort)

Moet een PM-motor altijd met VSD?

In de industrie wel (regelbaarheid/veiligheid/efficiëntie). Lijnstart-PM bestaat, maar is niche en kent synchronisatie-/koppellimieten.

Is IE5 alleen met PM haalbaar?

Nee. SynRM haalt IE5 zonder magneten en is interessant als je magnetrisico’s (temperatuur, supply chain) wilt vermijden.

Wat levert het echt op?

Richtwaarde: 2–4 %-punt efficiëntiewinst voor PM t.o.v. IM; bij 30 kW/6 000 h/€ 0,20 kWh levert dat ~€ 1 660/jaar op (zie rekenvoorbeeld). Bij variabele flow komt daar affinity-law winst bovenop.

Telt energie echt zo zwaar in TCO?

Ja: doorgaans > 90 % van de levensduurkosten is energie.

Wat je nu kunt doen

  1. Inventariseer je top verbruikers (≥ 15 kW, ≥ 4 000 h/jaar).
  2. Meet werkelijk vermogen/profiel (niet alleen naamplaatje).
  3. Reken door: IM→PM (met VSD) versus IM→IM+VSD.
  4. Check IE-eisen en documentatie (IEC 60034-30-1/-30-2; EU 2019/1781).

Samenvatting

  • PM + VSD wint vaak op TCO bij variabele last dankzij hogere deellast-efficiëntie en nauwkeurige regeling.
  • Asynchroon blijft sterk bij constant toerental, hoge temperaturen en lage CAPEX.
  • IE-compliance is niet optioneel: IE4 (75–200 kW) is in de EU al verplicht; IE-codes en testpunten zijn gestandaardiseerd.

 

Wil je jouw keuze snel hardmaken met echte plantdata? We kunnen een belastingprofiel + TCO-berekening voor je opzetten (IM vs PM, met/zonder VSD) en dat koppelen aan je IE-compliance-dossier.

ROI-calculator

Bereken uw energiebesparing bij overstap naar een IE4-motor.

1. Motorspecificaties

4. Resultaten

€ 0

besparing per jaar

0

besparing kWh per jaar

Meer lezen?

Hulp nodig?

E-mail

info@efficient-aandrijven.nl

We reageren binnen 24 uur

Wist je dat:

Technisch advies nodig?

Onze technische experts staan klaar om je vragen te beantwoorden.

Download de gratis gids