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Elektromotor

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Definition: ein Motor, der mit elektrischer Energie arbeitet

Englisch: electric motor

Kategorien: elektrische Energie, Fahrzeuge

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 26.04.2010; letzte Änderung: 21.02.2017

Elektromotoren

Abbildung 1: Zwei energieeffiziente Elektromotoren (Energiesparmotoren) für industrielle Antriebe (Siemens-Pressebild).

Ein Elektromotor ist ein mit elektrischer Energie arbeitender Motor, d. h. eine Maschine, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. In den allermeisten Fällen geschieht dies mit Hilfe magnetischer Kräfte, die durch den Stromfluss in metallischen Leitern (oder manchmal in supraleitenden Materialien) entstehen, und nicht etwa durch elektrische Kräfte.

Bauarten von Elektromotoren

Für Elektromotoren gibt es eine sehr große Spanne verschiedener Bauarten mit entsprechend unterschiedlichen Eigenschaften. Hier sollen nur einige der grundlegendsten Unterscheidungen genannt werden:

Manche Bauarten wie Synchronmotoren sind erst durch die Entwicklung leistungsfähiger und effizienter Leistungselektronik breit einsetzbar geworden. Dies kommt z. B. der Entwicklung von Hybridantrieben und Elektroautos zugute.

Anforderungen an Elektromotoren

Die große Zahl der Bauarten von Elektromotoren erklärt sich dadurch, dass je nach Anwendung sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt werden:

Typische Anwendungen

Die Anwendungen für Elektromotoren sind extrem vielfältig:

Für den elektrischen Energiebedarf im Haushalt besonders wichtig sind Elektromotoren in Heizungs-Umwälzpumpen, Ventilatoren von Lüftungsanlagen sowie Kompressormotoren in Kühl- und Gefriergeräten und Elektrowärmepumpen.

Typische Vorteile und Nachteile elektrischer Antriebe

Gegenüber Verbrennungsmotoren und anderen Wärmekraftmaschinen weisen Elektromotoren einige typische Vorteile auf:

Der wohl einzige erhebliche Nachteil von Elektromotoren ist, dass sie hochwertige elektrische Energie benötigen. Dies ist insbesondere bei mobilen Anwendungen wie Elektroautos ein Problem, da das Mitführen von Speichern für elektrische Energie erhebliche Nachteile aufweist im Vergleich zu Kraftstoffen als Speicher chemischer Energie. Aufladbare Batterien können pro Kilogramm weit weniger Energie speichern als ein Kraftstoff, und auch Brennstoffzellen haben bislang diverse Nachteile wie den Bedarf teurer Materialien und eine sehr eingeschränkte Auswahl von Kraftstoffen.

Energieeffizienz

Elektromotoren können sehr energieeffizient sein, jedoch werden die vorhandenen technischen Effizienzpotenziale häufig nicht ausgenutzt. Besonders mit Motoren, die im Dauerbetrieb eingesetzt werden, führt dies häufig zu einem unnötigen hohen Verbrauch an elektrischer Energie.

Einige häufig auftretende Probleme sind:

Moderne, hocheffiziente Motoren haben häufig noch zusätzliche Vorteile, z. B. einen geringeren Blindstrombedarf, einen ruhigeren Lauf und eine längere Lebensdauer. Manche Vorteile hocheffizienter Motoren resultieren aus einer aufwendigeren Bauweise des Motors selbst (z. B. mit mehr Kupfer oder mit starken Permanentmagneten), andere aus zusätzlichen Einrichtungen wie z. B. effizienten Umrichtern und Regelungen.

Mangels Information wird selbst bei industriellen Anwendungen, wo ein besserer Motor die Mehrkosten häufig innerhalb weniger Jahre (also einem Bruchteil der Lebensdauer) amortisieren könnte, ein solcher häufig nicht eingesetzt. Es sind Bemühungen von staatlichen und nichtstaatlichen Institutionen im Gange, solche Informationslücken zu schließen. Ein Mittel hierzu sind möglichst international einheitlich definierte Effizienzklassen für Motoren, wie z. B. die seit 2008 harmonisierten Klassen IE3-Stern, IE2-Stern und IE1-Stern.

Literatur

[1]C. U. Brunner und J. Nipkow, “Energieeffizienz bei Elektromotoren”, Umwelt Perspektiven 06/2007, http://www.motorchallenge.ch/docs/files/Umweltperspektiven0307-effizienzmotoren.pdf

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: elektrische Energie, mechanische Energie, Motor, Elektroauto
sowie andere Artikel in den Kategorien elektrische Energie, Fahrzeuge

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