Elektromotor - der hochkomplexe elektromechanische Wandler

Spätestens seit dem Boom der Elektroautos kennt jeder einen Elektromotor. Doch wussten Sie, dass dieser nicht nur in E-Autos, sondern in zahlreichen anderen Geräten zum Einsatz kommt, die wir Tag für Tag in Gebrauch haben? Wir verraten Ihnen, was ein Elektromotor eigentlich ist, was ihn vom Generator unterscheidet und wie er funktioniert.

Ein Elektromotor ist vereinfacht erklärt nichts anderes als ein elektromechanischer Wandler, der aus elektrischer Leistung eine mechanische Leistung erzeugt. Ein Elektromotor hat dementsprechend einen Stromanschluss. Dieser ist notwendig, um die elektrische Energie zuzuführen. Dieses Funktionsprinzip eines Elektromotors kann aufgrund der magnetischen Wirkung des elektrischen Stroms funktionieren.

Wichtige Komponenten eines Elektromotors sind vor allem der Stator und der Rotor. Als Stator wird der unbewegliche Teil des Motors bezeichnet. Hierbei handelt es sich meist um einen Dauer- oder einen Elektromagneten. Der Rotor wiederum ist der sich drehende Teil im Inneren des Motors.

Die Drehbewegung des Elektromotors entsteht durch die Anziehungs- und Abstoßungskräfte, die mehrere Magnetfelder aufeinander ausüben. Das bezeichnet man in der Physik als Lorentzkraft. Der klassische Elektromotor besitzt einen feststehenden Außenteil und ein Innenteil, welches sich dreht.

Elektromotoren werden grundsätzlich nach der Art ihrer Stromversorgung unterschieden. Die Einspeisung kann sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechsel- oder Drehstrom erfolgen. Elektromotoren mit Wechselspannung können in der Regel für den privaten Einsatz ausreichen. Wird allerdings eine höhere Leistung, etwa in der Produktion oder der Industrie benötigt, sind Elektromotoren mit Drehstrom oder Dreiphasen-Wechselstrom empfehlenswert.

Am einfachsten kann man den Aufbau eines Elektromotors am Gleichstrommotor beschreiben. Bei diesem ist der Rotor beziehungsweise Anker von einer Spule umwickelt, um die sich bei Anschluss einer entsprechenden Gleichstromquelle ein magnetisches Feld ausbildet. Der den Rotor umgebender Magnet erzeugt ein magnetisches Feld. Dadurch, dass sich gegensätzliche Ladungen anziehen und gleiche abstoßen, kommt es zu einer Drehung des Rotors. Der so erzeugte Gleichstrom wird in die Spule geleitet.

Auch wie die Magnetfelder erzeugt werden, kann sich bei den einzelnen Modellen unterscheiden. Hier kommen wahlweise Dauer- oder Elektromagnete zum Einsatz.

Der Trend zum E-Auto ist ungebrochen und der hier verbaute Elektromotor auf dem besten Weg dahin, den klassischen Verbrennungsmotor zu verdrängen. Der Einbau in Autos oder auch in E-Bikes ist das bekannteste Beispiel für die Verwendung eines Elektromotors. Mit einem E-Bike ist man deutlich schneller als mit einem normalen Fahrrad unterwegs. Auch das Radeln mit Unterstützung gestaltet sich deutlich einfacher.

Auch die Industrie kommt kaum ohne Elektromotor aus. Diese befinden sich in Industrierobotern ebenso wie in Förderbändern oder in Antrieben für Pumpen und Ventilatoren. Ebenso sind sie in Kranen, Hubtischen und Lastenaufzügen verbaut.

Darüber hinaus kommt ein solcher Motor in unzähligen Produktionsgeräten wie 3D-Druckern zum Einsatz. Auch in der Automatisierungstechnik und in der Gebäudeautomatisierung wird er eingesetzt. Typische Beispiele sind Markisen antriebee und Gurtwickler. Zu guter Letzt befinden sich in den meisten Elektrowerkzeugen Elektromotoren: Diese sind in Elektrosägen, Akku Bohrschraubern und Motorsensen zu finden.

Die Vorteile von in Autos verbauten Elektromotoren liegen auf der Hand. Nicht umsonst entscheiden sich immer mehr Autofahrer dazu, sich ein E-Fahrzeug anzuschaffen. Im Vergleich zum Verbrennungsmotor ist ein Auto mit Elektromotor beinahe geräuschlos, umweltfreundlich und hat selbst kaum Emissionen. Das kostengünstige Tanken an der Steckdose ist ein weiterer Vorteil, ebenso wie der geringere Wartungsaufwand.

Ein Motor und ein Generator sind vom Grundprinzip her dieselbe Maschine. Beide bestehen aus denselben Komponenten, nämlich Spulen, Magneten, Kommutatoren und Bürsten. Motoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um, während Generatoren elektrische Energie aus mechanischer Energie erzeugen. Ein weiterer Unterschied: Elektromotoren verwenden eine externe Stromquelle, während Generatoren andere Geräte mit Strom versorgen.