Artikel zu Elektromotoren
Elektromotor Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie und ist damit ein elektromechanischer Wandler. Seit dem 19. Jahrhundert haben Maschinen, die mit Elektromotor betrieben werden, Dampfmaschinen oder mit Wasserkraft arbeitende Maschinen abgelöst. Der Elektromotor wurde mobil zuerst bei Elektrolokomotiven eingesetzt und später bei Elektrokarren und Gabelstaplern. Der mobile Einsatz des Elektromotors hat einen hohen Wirkungsgrad bei Batteriebetrieb und den Vorteil, dass das maximale Drehmoment bei höheren Drehzahlen abnimmt. Der Elektromotor hat keine Emission und ist deshalb innerhalb von Räumen wie in Werkhallen oder auch in Ballungsräumen wie am Beispiel der Straßenbahn zu sehen ist, ein wertvoller Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz. Der Elektromotor ist heute Standard in unzähligen Maschinen, Robotern, Kränen, Automaten, Haushalts- und Elektronikgeräten usw. Neue technische Entwicklungen der Leistungselektronik erfanden die Asynchronmotoren für drehzahlvariable Antriebe. In Lastkraft- und Personenkraftwagen wird der Elektromotor wenig eingesetzt, da seine Reichweite begrenzt ist. Mit über Akkumulatoren betriebenen Elektromotoren sind Modellflugzeuge, aber auch kleine Schiffe, U-Boote und Torpedos ausgestattet. Fahrzeuge mit Elektromotor und Energiespeicherkonzepten sind mit Brennstoffzellen betriebene Fahrzeuge wie das CUTE. Der Hybridantrieb wie beim Toyota Prius setzt auf einen Elektromotor, der mit einem Generator kombiniert und mit Akkus gepuffert ist. Beim Gyroantriebskonzept wird ein Schwungrad als Energiespeicher verwendet und mit einem Generator kombiniert. Elektrische Bahnen und Busse mit Oberleitung erhalten ihre Energie aus stromführenden Schienen oder Oberleitungen. Die dieselelektrische Antriebsart arbeitet über ein Dieselaggregat. Solche Antriebssysteme finden sich in Schiffe, U-Booten und Lokomotiven.Elektromotoren Elektromotoren sind Energieumwandler, die elektrische Energie in mechanische Energie umsetzen. In Elektromotoren entsteht durch das Wirken eines Magnetfeldes auf eine elektrische Spule eine Kraft, die als Lorentzkraft bezeichnet wird. Diese Kraft wird in Elektromotoren in Bewegung umgewandelt, dabei handelt es sich zumeist um Drehbewegungen. Die Motoren dienen beispielsweise dem Antrieb von Arbeitsmaschinen und Fahrzeugen. Der Elektromotor ist somit der am meisten eingesetzte Motor. Es gibt verschiedene Arten von Elektromotoren: Der Gleichstrommotor, auch Kommutatormotor genannt, wird mit Gleichstrom betrieben. Dabei wird ein Kommutator eingesetzt, der der Umpolung dient. Der Wechselstrommotor, sowie der Drehstrommotor werden mit Wechselstrom betrieben. Die Umdrehungszahl erfolgt dabei im Rhythmus des Wechselstroms. Ein Beispiel für einen Wechselstrommotor ist der Synchronmotor, bei dem das umlaufende Magnetfeld des Rotors durch einen elektrisch erregten Läufer erzeugt wird. Dieser konstant magnetisierte Läufer wird von einem bewegten magnetischen Drehfeld im umgebenden Stator synchron mitgenommen. Das im Läufer bestehende Magnetfeld wird entweder durch Permanentmagnete oder Elektromagnete erzeugt. Drehstrommotoren wiederum werden mit Dreiphasenwechselstrom betrieben. Bei Drehstrommotoren kann das umlaufende Magnetfeld des Rotors durch einen Kurzschlussläufer erzeugt werden. Dabei entstehen vom Erregerfeld induzierte Ströme in einer Kurzschlusswicklung. In diesem Fall spricht man von einem Asynchronmotor, der elektrisch gesehen einem Transformator ähnelt. Der Transformator besteht normalerweise aus einem magnetischen Kreis und zwei Wicklungen, der Primärseite und der Sekundärseite. Die Primärseite bezeichnet dabei die der elektrischen Energiequelle zugewandte Seite, die Sekundärseite die Seite, an der sich die elektrische Last befindet. Bei dem Asynchronmotor kann hier die Wicklung des Stators als Primärseite, der Kurzschlussläufer als Sekundärseite gesehen werden.
Elektromotoren werden heute neben ihrer industriellen Anwendung vor allem im Haushalt benutzt. Geräte wie Rasierapparat, Mixer, Staubsauger, Waschmaschine und Trockner sind Standard und aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Im Modellbau bezieht der Elektromotor seine Kraft aus Batterien bzw. Akkus. Hat man vor Jahren die Leistungsausbeute von Elektromotoren und den verwendeten Akkus nur müde belächelt, so stellen sie heute eine ernst zu nehmende Alternative gegenüber dem Verbrennungsmotor dar. Elektromotoren bestehen aus einem Permanent-Magneten, in dessen Magnetfeld ein mehrpoliger Anker aus Eisen drehbar gelagert ist. Der Anker aus Eisen trägt dabei mehrere Wicklungen aus Kupferdraht. Drei- oder fünfpolige Anker sind üblich. Fließt in einer der Drahtwicklungen des Ankers Strom, erfährt der Anker im Magnetfeld eine Ablenkung und wird somit in Drehung versetzt. Um diese Drehung beizuhalten, führen Schleifkontakte den Strom den Ankerwicklungen in ständigem Wechsel zu. Damit ist eine permanente Drehbewegung gewährleistet. Die Motorleistung wird durch die Versorgungsspannung und Stromaufnahme bestimmt. Elektromotoren für Unterwasserpumpen sind speziell für enge Bohrlöcher konzipiert worden. Die Motoren haben eine schlanke Bauform und werden nicht durch Luft, sondern durch das umgebende Grundwasser gekühlt. Als Servomotor werden elektrische Antriebe unterschiedlicher Bauart bezeichnet, welche mit einem Servoregler (auch Servoverstärker) in einem geschlossenen Regelkreis betrieben werden.
