Elektromotor

In einem Elektromotor wird elektrische Energie in Bewegungsenergie umgewandelt. Elektromotoren befinden sich in vielen Geräten des Alltags, wie Küchenmaschinen, Staubsauger oder Föhns. Wesentlich größere und stärkere Motoren treiben Straßenbahnen und Lokomotiven an.

In Gleichstrommotoren kann ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet für das äußere Magnetfeld sorgen. Die Drehrichtung wechselt man durch Ändern der Stromrichtung. Ein Gleichstrommotor mit einem Permanentmagneten kann nicht mit Wechselstrom betrieben werden.

Wechselstrommotor

Ein Gleichstrommotor kann auch so gebaut sein, dass das äußere Magnetfeld durch einen Elektromagneten (Statorspule) gebildet wird. Dabei kann diese Spule mit der Rotorspule in Serie oder parallel geschaltet sein. Da sich bei einem solchen Motor die Stromrichtung im Elektromagneten und in den Rotorspulen zur gleichen Zeit verändert, kann dieser Elektromotor auch mit Wechselstrom betrieben werden.

Vielfach führt man den Rotor so aus, dass mehrere Spulenpaare sternförmig angeordnet werden. Der Polwender muss doppelt so viele gegeneinander isolierte Kontaktstellen aufweisen. Man nennt diese Bauform Trommelanker.

Ferngesteuerte Autos, Bohrmaschinen, Staubsauger, Anlasser von Mopeds, Elektrofahrräder (siehe Bild) werden von Elektromotoren angetrieben. Elektromotoren können mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom betrieben werden. Die Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie ist sehr effizient.

Gleichstrommotoren werden eher für kleine Anwendungen bis zum Anlasser von Autos eingesetzt.

Wechselstrommotoren werden durch die Änderung von Magnetfeldern in Drehung versetzt. Ein Synchronmotor dreht sich mit der gleichen Drehzahl wie die Magnetfelder des Wechselstroms. Asynchronmotoren laufen den Magnetfeldern hinterher und werden häufig verwendet, weil sie im Vergleich zum Synchronmotor günstiger in der Anschaffung sind.

Ein Schrittmotor führt exakte Bewegungen aus. Ein Schrittmotor ist ein Synchronmotor. Ein elektromagnetisches Feld der ruhenden Statorspulen bewirkt eine Drehung des Rotors. Dabei ist es möglich, den Drehteil an eine ganz bestimmte Endposition zu bringen. Dafür erfolgt die Bewegung in kleinen Schritten. Wie klein die Schritte sein können, hängt von der Anzahl der Statorspulen ab. Schrittmotoren werden in Druckern oder z. B. in computergesteuerten Werkzeugmaschinen zur Positionierung der Werkzeuge verwendet.

Elektromotoren können Leistungen von wenigen Watt bis zu mehreren Megawatt erreichen. Das Ein- und Ausschalten sowie die Steuerung erfolgen vor allem bei sehr leistungsstarken Elektromotoren elektronisch.

Beim bürstenlosen (brushless) Gleichstrommotor werden die Pole elektronisch gewechselt. Die Spulen, die das Magnetfeld erzeugen (Erregerspulen), sind im ruhenden Teil (Stator). Der Permanentmagnet ist der Rotor. Es ist keine Stromzuführung zu beweglichen Teilen notwendig, daher der Name.

Der bürstenlose Motor läuft sehr leise und hat erheblich mehr Kraft bei gleichen Abmessungen oder aber einen geringeren Stromverbrauch. Er hat keine wesentlichen mechanischen Verschleißteile. Verwendet wirder z. B. als Lüfter in Computern und Modellflugzeugen.