Was ist ein Rotor beim Elektromotor

Inhalt

• Der Elektromotor
• Der Elektromotor – Aufbau und Funktionsweise
• Elektromotor – Arten

Nach dem Schauen dieses Videos wirst du in der Lage sein zu erklären, wie ein Elektromotor funktioniert.

Zunächst lernst du, was das Motorprinzip ist und wie ein Elektromotor aufgebaut ist. Anschließend erfährst du, wie eine flüssig laufende Rotation des Motors zu Stande kommt und was dafür notwendig ist. Abschließend werden verschiedene Bau- und Betriebsarten von Elektromotoren betrachtet.

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Das Video beinhaltet Schlüsselbegriffe, Bezeichnungen und Fachbegriffe wie Elektromotor, Gleichstrommotor, Wechselstrommotor, Allstrommotor, Motorprinzip, Generatorprinzip, Energieumwandlung, elektrische Energie, Bewegungsenergie, Gleichspannung, Wechselspannung, Elektromagnet, Spule, Eisenkern, Kommutator, Polwender, Schleifkontakt, Isolationsschicht, Doppel-T-Anker, Dreifachanker, Trommelanker, Rotor, Stator, Totpunkt und physikalische Stromrichtung.

Bevor du dieses Video schaust, solltest du bereits wissen, was ein Elektromagnet ist und was es mit Energieumwandlungen auf sich hat. Außerdem solltest du grundlegendes Wissen zu magnetischen Feldern und elektrischen Stromkreisen haben.

Nach diesem Video wirst du darauf vorbereitet sein, verschiedene elektromagnetische Bauteile einzuordnen und zu vergleichen und mehr über das Prinzip der Induktion zu lernen.

Der Elektromotor

Elektromotoren spielen in vielen Bereichen unseres Lebens eine wichtige Rolle. Sie sind in vielen Elektrogeräten wie zum Beispiel Festplatten oder Blu-Ray-Playern verbaut. Und auch bei Automobilen kommen immer häufiger Elektromotoren zum Einsatz. Aber wie funktioniert so ein Elektromotor überhaupt?

Der Elektromotor – Aufbau und Funktionsweise

Das physikalische Funktionsprinzip eines Elektromotors basiert auf der elektromagnetischen Induktion und der Umwandlung von elektrischer in mechanische Leistung – man kann einen Motor daher als Energiewandler bezeichnen. Als einfachste Umsetzung dieses Prinzips kann man sich einen Stab aus Metall vorstellen. Dieser ist von einer Spule umwickelt und befindet sich drehbar gelagert zwischen den zwei Polen eines Permanentmagneten. Fließt ein Strom durch die Spule, baut sich ein Magnetfeld in und um die Spule herum auf. Der umwickelte Metallstab kann nun also als Elektromagnet betrachtet werden. Je nach Polung stoßen sich dann die gleichnamigen Pole des Elektromagneten und des Permanentmagneten ab oder die verschiedennamigen Pole ziehen sich an. So werden Spule und Metallstab in Drehung versetzt. Allerdings endet diese Bewegung, sobald sich Spule und Metallstab entlang der Feldlinien des Permanentmagneten ausgerichtet haben – denn dann liegen sich die unterschiedlichen Pole gegenüber und die anziehenden magnetischen Kräfte halten den Stab in Position. Dieses Problem umgeht der Elektromotor durch spezielle Bauteile.

Bestandteile eines Elektromotors

Ein Elektromotor besteht aus einer beweglichen Baugruppe und einer unbeweglichen Baugruppe. Als unbewegliche Baugruppe bezeichnet man den feststehenden Magneten, also den Permanentmagneten in unserer Beschreibung. Man bezeichnet ihn manchmal auch als Stator.

Der bewegliche Teil, der insgesamt auch als Rotator bezeichnet wird, besteht aus dem Eisenkern, der auch Anker genannt wird, der Spule, die ihn umwickelt und dem Kommutator. Der Kommutator ist das entscheidende Bauelement, das verhindert, dass der Motor stehen bleibt. Er besteht aus einem Schleifring, der aus zwei Segmenten zusammengesetzt ist, die mit einer isolierenden Schicht voneinander getrennt sind. Außerdem hat er zwei Schleifkontakte, die je eines der Segmente mit den Polen einer Spannungsquelle verbinden. Dreht sich der Schleifring, liegen irgendwann die Schleifkontakte genau auf der isolierenden Schicht und keines der Segmente ist mit der Spannungsquelle verbunden. Dreht sich der Ring im Anschluss ein paar Grad weiter, sind die Segmente wieder mit der Spannungsquelle verbunden, allerdings in umgekehrter Polung.

Der Kommutator ist so mit der Spule des Rotators verbunden, dass gerade dann kein Strom durch die Spule fließt, wenn der Rotator genau entlang der Feldlinien des Stators ausgerichtet ist. Die Spule bildet demzufolge in dieser Position kein Magnetfeld aus, das den Rotator festhalten würde. Aus diesem Grund dreht sich der Rotator aufgrund seiner Trägheit weiter, bis die Spule in umgekehrter Richtung mit der Spannungsquelle verbunden ist. Dann ist das Magnetfeld der Spule gerade so gepolt, dass seine Pole gleichnamig zu denen des Stators sind und sie sich abstoßen. Der Rotator dreht sich weiter und der Elektromotor läuft.

Elektromotor – Arten

Es gibt verschiedene Arten, wie Motoren aufgebaut sein können. Der Aufbau, den wir als Beispiel beschrieben haben, ist eine der einfachsten Varianten. Moderne Elektromotoren haben beispielsweise häufig mehr als einen Anker.

Der Elektromotor in unserem Beispiel wird mit Gleichstrom betrieben. Es gibt aber auch Elektromotoren, die Wechselstrom nutzen. Bei solchen Wechselstrommotoren gibt es keinen Kommutator, der Anker ist ein Magnet mit immer gleicher Polung. Dafür besteht der Stator aus einem Elektromagneten, an dem eine Wechselspannung anliegt. So wird er ständig umgepolt und übernimmt die Aufgabe des Kommutators.

Motor – technische Anwendungen

Elektromotoren finden in vielen verschiedenen Bereichen Anwendung. Sie werden in Eisenbahnen und Straßenbahnen, aber beispielsweise auch in Fabriken eingesetzt. Aber auch in vielen Haushaltsgeräten, Spielzeugen und Robotern finden sich Elektromotoren. In einem DVD-Spieler sind beispielsweise mehrere Elektromotoren verbaut. Mittlerweile werden sie auch vermehrt in Autos eingesetzt, um den Verbrennermotor zu ersetzen.

Übrigens können Autos mit Elektromotor einen sehr hohen Wirkungsgrad und eine hohe Leistung erreichen.

Was macht der Rotor in einem Elektromotor?

Was ist ein Rotor einfach erklärt?

Was ist ein Rotor und Stator?

Wie funktioniert der Rotor?