Motordesign - Beschreibung

Der erste funktionierende Elektromotor wurde 1837 in den USA dank Thomas Davenport entwickelt, der ihn mit einem Elektromagneten ausstattete. Wie funktioniert ein Elektromotor und wie ist er aufgebaut?

Das Gerät und der Betrieb des Elektromotors 

Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Einfach ausgedrückt: Der elektrische Strom, der dem Motor zugeführt wird, setzt ihn in Bewegung. Elektromotoren können in Gleichstrom-, Wechselstrom- und Universalelektromotoren unterteilt werden.

Das Design des Motors umfasst Bürsten, Kommutatoren, Magnete und Rotoren, also Rahmen. Die Bürsten versorgen den Motor mit Strom, die Kommutatoren ändern ihre Richtung im Rahmen, die Magnete erzeugen das Magnetfeld, das nötig ist, um den Rahmen in Bewegung zu setzen, und der Strom treibt die Rotoren (Rahmen) an.

Der Betrieb des Elektromotors basiert auf der Drehung des Rotors. Der Antrieb erfolgt durch elektrisch leitende Wicklungen, die in einem Magnetfeld angeordnet sind. Die Magnetfelder kollidieren miteinander, wodurch sich die Frontplatte bewegt. Mit Hilfe von Kommutatoren ist eine weitere Drehung des Stroms möglich. Dies ist auf die schnelle Richtungsänderung des Stroms durch die Schleife zurückzuführen. Die Kommutatoren bewirken eine weitere Drehung des Rahmens in eine Richtung – andernfalls kehrt er dennoch in seine ursprüngliche Position zurück. Nach Abschluss beginnt der beschriebene Prozess erneut seinen Zyklus.

Einbau eines Elektromotors in ein Auto

Ein Elektromotor in einem Auto muss über hohe Werte des Nenndrehmoments und der Nennleistung verfügen, die sich aus Einheitsvolumen und Masse ergeben, sowie über einen guten Multiplikationsfaktor des Maximums mit dem Nenndrehmoment. Wichtig ist auch ein hoher Wirkungsgrad im unterschiedlichsten Drehzahlbereich des Rotors. Diese Anforderungen werden am besten von Permanentmagnet-Synchronmotoren erfüllt, die für den Betrieb mit Zweizonen-Drehzahlregelung ausgelegt sind.

Motordesign – Beschreibung 

Der vereinfachte Aufbau des Elektromotors besteht aus einem Magneten, einem Rahmen zwischen den Polen der Magnete, einem Kommutator zur Änderung der Stromrichtung und Bürsten, die den Kommutator mit Strom versorgen. Über zwei am Ring entlang gleitende Bürsten wird der Rahmen mit Strom versorgt.