Elektromotor ist die gängige Bezeichnung für einen elektromechanischen Wandler. Dabei wird elektrische Leistung in mechanische Leistung umgewandelt. Die Einsatzgebiete sind äußerst vielfältig. In nahezu jedem Lebensbereich sind sie zu finden: egal ob im Garten der Rasenmäher, Elektroautos oder E-bikes, ständig wird an der Technik gefeilt.
Geschichtliches zum Elektromotor
Der Physiker Hans Christian Ørsted aus Dänemark entdeckte 1820 die magnetische Wirkung des Stroms. Diese Erkenntnis hatte weitreichende Folgen für die nachfolgenden Jahrzehnte.
Der Durchbruch gelang schließlich im Jahr 1866 Werner von Siemens, der sich die von ihm entworfene Dynamomaschine patentieren lies. Durch den vermehrten Einsatz von Elektromotoren stieg natürlich auch der Strombedarf in den Haushalten und in der Industrie. Ab 1880 erfolgte der Ausbau der Kraftwerke und Elektronetze in den Industrieländern. Somit wurde Strom einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Auch auf den öffentlichen Verkehr hatte die Erfindung weitreichende Folgen, schließlich wurden die bis dahin eingesetzten Pferdegespanne vermehrt durch elektrisch betriebene Straßenbahnen ersetzt.
Aus welchen Bauteilen besteht ein Elektromotor?
Elektromotoren können auf verschiedene Art und Weise zusammengesetzt sein. Ein Gleichstrommotor besteht zum Beispiel aus folgenden Teilen:
- Dem Rotor als beweglichen Teil des Motors – dieser dreht sich im Inneren zwischen den beiden Polen und wird von einer Welle gehalten. Um den Rotor ist eine Spule gewickelt, durch die elektrischer Strom fließt
- Beim Stator handelt es sich um einen Dauermagneten, der ein permanentes Magnetfeld erzeugt
- Die Stromquelle dient wie der Name schon sagt zur Stromversorgung. Bei einem Gleichstrommotor muss der Strom aus der Steckdose mit dem Kommutator umgewandelt werden.
- Im Kommutator wird der Strom wie oben erwähnt umgewandelt – bei einem Wechselstrommotor entfällt dieser Bauteil
- Die Bürste dient dazu, den Rotor mit Strom zu versorgen – oft werden Kohlebürsten aus Graphit verwendet.
Diese Beschreibung ist sehr einfach gewählt, es gibt bei modernen Motoren noch unzählige kleine Details, die hier nicht Erwähnung finden. Motoren müssen zum Beispiel regelmäßig geschmiert werden. Antwort auf die Frage: gibt es Mikroprozessor gesteuerte Nachschmiereinheiten (NSE) für Elektromotoren (Quelle: NBE – Elektrische Maschinen und Geräte GmbH) und ähnliche Details sind aus anderer Quelle nachzulesen.
Auf welchen Prinzipien beruht ein Elektromotor?
Sieht man sich einen Elektromotor genau an, kommt man darauf dass dabei zwei wichtige Prinzipien aus der Welt der Physik zur Anwendung kommen. Eine Erkenntnis ist, dass jeder Leiter, durch den Strom fließt, ein magnetisches Feld erzeugt. Die Spule des Rotors fungiert beim Elektromotor als Leiter. Das zweite wichtige physikalische Prinzip beruht darauf, dass sich zwei gleiche Pole abstoßen. Erreicht der Nordpol des Stators jenen des Elektromotors im Stator, dreht sich der Rotor weiter. Da es beim Aufeinandertreffen der gegenseitigen Pole nach diesem Prinzip zu einem Stillstand kommen würde, muss der Strom im Kommutor umgewandelt werden (sofern es sich um einen Gleichstrommotor handelt). Somit dreht sich der Rotor permanent weiter und wandelt elektrische in mechanische Energie um.
Welche Vorteile bieten Elektromotoren als Antrieb?
In den Medien wird oft über Elektromotoren als Alternative zum Benzin- oder Dieselmotor in Autos berichtet. Es wird intensiv an einer Weiterentwicklung gearbeitet. Elektromotoren arbeiten nämlich schadstofffrei, da die mechanische Energie nicht durch Verbrennung erzeugt wird. Nützt man beim Auftanken von Elektroautos erneuerbare Energiequellen wie Solartechnik, Wasserkraft oder Wind, müssen keine wertvollen Ressourcen angegriffen werden. Der Betrieb von Elektroautos schon also die Umwelt. Außerdem kommt es kaum zu Lärmbelästigungen. Allerdings trübt die relativ geringe Reichweite und die lange Ladezeit noch das Vergnügen – dank neuester Entwicklungen sind Elektroautos jedoch immer mehr im Kommen.
