Vom Walzwerk bis zum Wasserkocher, von der Elektromobilität bis zur Dentaltechnik: Elektromotoren sind heute in nahezu allen Arten von Maschinen als Antriebe zu finden. Doch Elektromotoren sind nicht alle gleich. Es gibt verschiedene Arten von Elektromotoren, die sich in Aufbau, Funktionsweise und Anwendung unterscheiden. In diesem Artikel stellen wir Ihnen die wichtigsten Arten von Elektromotoren vor und erläutern ihre Merkmale und Vorteile.
Gleichstrommotoren vs. Wechselstrommotoren
In der Antriebstechnik wird grundsätzlich zwischen Gleichstrommotoren und Wechselstrommotoren unterschieden. Der Gleichstrommotor wurde historisch vor dem Wechselstrommotor entwickelt und war der erste Elektromotor, der weit verbreitet wurde.
Gleichstrommotor: Aufbau und Funktionsweise
Der Gleichstrommotor funktioniert relativ einfach: Durch den Stator wird ein magnetisches Feld erzeugt, in dem sich der Rotor befindet. Beim Anschließen der Maschine an eine Gleichstromquelle erzeugt der Rotor ebenfalls ein Magnetfeld und beginnt sich zu drehen. Um die Drehbewegung aufrechtzuerhalten, muss das Rotorfeld regelmäßig umgepolt werden. Dabei werden herkömmlicherweise Schleifringe und Bürsten eingesetzt. Moderne Gleichstrommotoren verwenden dagegen eine elektronische Kommutierung, die das Umpolen der Spulen mit Hilfe von Sensoren oder Mikroprozessoren übernimmt. Diese Elektromotoren werden auch bürstenlose Gleichstrommotoren genannt.
Unterarten von Gleichstrommotoren
Es gibt verschiedene Unterarten von Gleichstrommotoren, je nachdem, ob es sich um Bürstenmotoren oder bürstenlose BLDC-Motoren handelt.
Bei den Bürstenmotoren gibt es den Reihenschlussmotor, bei dem die Spulen von Stator und Rotor in Reihe geschaltet sind, den Nebenschlussmotor, bei dem die Spulen parallel geschaltet sind, und den Doppelschlussmotor, der beide Bauformen kombiniert. Jeder dieser Motoren hat seine spezifischen Anwendungen und Vorteile.
Die bürstenlosen Gleichstrommotoren haben den Vorteil einer besseren Wärmeableitung und Betriebseffizienz gegenüber den Bürstenmotoren. Sie erreichen auch eine höhere Drehzahl und sind kleiner und vielseitiger einsetzbar.
Wechselstrommotoren bzw. Drehstrommotoren
Neben den Gleichstrommotoren haben sich in der Industrie auch die Wechselstrommotoren und insbesondere die Drehstrommotoren als Antriebe etabliert. Diese Motoren haben einen höheren Wirkungsgrad als Gleichstrommotoren.
Aufbau und Funktion der Synchronmaschine
Die Drehstrommaschine besteht aus drei Spulen im Stator, die von jeweils einer Phase gespeist werden. Dadurch entsteht ein versetztes Magnetfeld, das den Rotor zum Laufen bringt.
Asynchronmotoren sind Elektromotoren, bei denen der Rotor dem vom Stator induzierten Magnetfeld nachläuft. Synchronmotoren dagegen laufen mit der gleichen Drehzahl wie das Magnetfeld.
Synchronmotoren haben den Vorteil eines höheren Wirkungsgrades und werden in vielen Industriebereichen als Antrieb eingesetzt.
Schrittmotoren und Reluktanzmotoren
Schrittmotoren sind eine besondere Form der Synchronmaschinen. Sie ermöglichen eine präzise und exakte Steuerung der Drehbewegung und finden Anwendung in computergesteuerten Werkzeugmaschinen und der Kfz-Elektrik.
Reluktanzmotoren sind eine weitere Sonderform von Elektromotoren, bei denen der Rotor ohne Wicklung oder Permanentmagnete rotiert. Diese Motoren gelten als kompakt und kostengünstig.
Fazit
Elektromotoren sind vielseitige Antriebe, die in einer Vielzahl von Maschinen eingesetzt werden. Gleichstrommotoren und Wechselstrommotoren haben jeweils ihre spezifischen Merkmale und Vorteile. Innerhalb dieser Kategorien gibt es verschiedene Unterarten, die sich in Aufbau und Anwendung unterscheiden. Es ist wichtig, die richtige Art von Elektromotor für die jeweilige Anwendung zu wählen, um optimale Leistung und Effizienz zu gewährleisten.
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