Elektromotor

Elegtromotor (Schnittmodèll)

Èn Elegtromotor isch è elegtromechanischè Wandler (elegtrischi Maschinnè), wo diè elegtrischi Leischtig in mechanischi Leischtig umwandlè duèt. In normalè Elegtromotorè erzüügèd stromdurchflossèni Leiterschpuèlè Magnetfälder, wo wechsèlndi Aazièigs- un Abstoßigschräft in Bewegig umgsetzt wörd. Dèmit isch dè Elegtromotor s Gegèschtugg zum fascht glych uffbautè Generator, wo è mechanischè Bewegig in elegtrischi Leischtig umwandlè duèt. Elegtromotorè erzüügèd meischtens rotyrèndi Bewegigè, sy chönnèd abber au für translatorischi Bewegigè baut sy (Linearaadryb). Elegtromotorè wörrèd zum Aadryb vo vill Grätschaftè, Arbètsmaschinnè un Faarzüüg ygsetzt.

Gschichtè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Dè Benediktinermönch Andres (Andrew) Gordon hèt bis zuè sim Dot 1751 mit Elegtrizidät experimentyrt un èn horizontal drüllèndè Metallschtärn erfundè, wo sich bi elegtrostatischer Entladig drüllè duèt; d Stromquällè isch è Leidèner Guttèrè gsi. Dè Gordon isch èn Profèssor a dè Universidät Erfurt gsi, sèllèwäg sin sini Publikationè unter Gleertè beachtet un vobreitet worrè, mèngmòl abber ooni dè Erfinder z nennè.

Anno 1820 hèt dè dänische Phǜsiker un Philosoph Hans Christian Ørsted diè magnetischi Wǜrkig vum elegtrischè Strom erforscht, è grundsätzlichs Phänomen vum Elegtromagnetismus. È Johr spôter hèt dè Michael Faraday sini Arbètsergäbnis übber „elegtromagnetischi Rotation“ voöffentlicht. Er è Vorrichtig konschtruyrt, wo èn elegtrischè Leiter um èn feschtè Magnet rotyrt und im Gegèexperimènt èn beweglichè Magnet um èn feschtè Leiter rotyrè lò. Anno 1822 hèt dè Peter Barlow s Barlow-Rad erfundè. Dè britische Wǜssèschaftler William Sturgeon hèt 1832 èn wittèrè Motorvorläufer erfundè.[1] Uff èm europäischè Kontinènt hèt dè Ányos Jedlik (1827) un dè Hermann Jacobi dè Glychschtrom-Elegtromotor witter entwicklèt. Asè hèt dè Jacobi schu 1834 dè ärschte praxysdaugliche Elegtromotor z Potsdam baut un 1838 isch z Sankt Petersburg è Boot für zwölf Personè mit èm 220 Watt starkè Motor aadribbè worrè,[2] wa glychzitig diè èrscht Aawendig von èm Elegtromotor i dè Braxys gsi isch. Au dè US-amrikanische Grobschmièd Thomas Davenport hèt z Vermont èn Kommutatormotor entwicklèt. Für sin Entwurf isch ym am 25. Februar 1837 è Batènt erdeilt worrè.

Dõdemit hèt mò um 1837/1838 ummè d Grundlaag für èn elegtromotorischè Aadryb kennt un au bis zuè dè aawendigstauglichè Arbètsmaschinnè entwicklèt. Dè Werner vo Sièmens hèt im Johr 1866 sini Dǜnamomaschinnè patentyrè lõ. Sy hèt s èrschtmòls möglich gmacht, kinetischi/potentièlli/mechanischi Energy in elegtrischi Energy z transformyrè. Sèll hèt im Elegtromotor zum Durchbruch für è braxysdauglichi wittvobreitèti Aawendig voholfè. Dènäbbè hèt s zuè sèllèrè Zyt au è baar technischi Entwickligè vo andersartigè Elegtromotorè gää, wo abber am Änd kei Bedütig chriègt hèn. Dèzuè zellt unter andrèm dè Egger-Elegtromotor, wo prinzipièll wiè è Dampfmaschinnè uffbaut isch, un s 1867 vom Johann Kravogl entwicklète „Elegtrisch Chraftrad“ .

  • Das „Barlow-Rad“ (1822)
    Das „Barlow-Rad“ (1822)
  • Jedlik-Motor (1827)
    Jedlik-Motor (1827)
  • „Magnetelektrische Maschinen“ I um 1890
    „Magnetelektrische Maschinen“ I um 1890
  • „Magnetelektrische Maschinen“ II um 1890
    „Magnetelektrische Maschinen“ II um 1890

Ab öppè 1880 sin in vill Staatè Elegtronetz un Chraftwärch uffbaut worrè. Z Dütschland isch byschpillswys dè Emil Rathenau mit sinèrè Allgmeinè Electricitäts-Gsellschaft Vorritter un in Amerika dè Thomas Alva Edison gsi. Mit dè großflächigè Breitschtellig vo dè elegtrischè Energy hèt sich dè Elegtromotor denn schnell uusbreitet. Zämmè mit dè Chemischè Induschtry isch sèlli Elegtrifizyrig s wichtigschte Merkmòl vo dè zweitè induschtrièllè Revolution gsi. Diè öffèntlichè Rösslibaanè sin durch elegtrischi Strõèbaanè ersetzt worrè, un im Gwèrbe hèt mò ab dört Elegtromotorè statt dè Dampfmaschinnè zum Aadryb vo voschiddenschtè Arbètsmaschinnè bruucht.[3]

luèg au: Technig i dè Induschtrialisyrig

Grundbrinzyp/Fungtionswyys

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
Magnetfäldpolig vun èm Rotor in èm Glychschtrommotor mit Permanentmagnetschtator

D Drüllè von èm Elegtromotor wörd vo dè Anzièungs- un Abstoßungschräft voursacht, wo nè baar Magnetfälder uffènand uusübèd (Lorentzchraft). Im normalè Elegtromotor git s è fixès Ußèdeil sowiè è Innèdeil, wo sich drüllè cha. S Ußè- un s Innèdeil hèn èinersits èn Permanentmagnet odder anderersits è elegtrischi Spuèlè, s chönnèd au beidi Deil è Spuèlè haa. Jeddi Spuèlè, wo-nèn Strom durrèflüèßt, erzügt è Magnetfäld, wo sich nõch dè Stromrichtig uusrichtet (Nordpol/Südpol); flüèßt dè Strom i diè andèri Richtig durch d Spuèlè, so drüllt au s Magnetfäld sini Richtig. Wè-mò d Stromrichtig toujours wechslè duèt bzw. d Spuèlè umpolè, drüllt s Innèdeil toujours witter un dè Motor lauft.

Begriff

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
Stator
S fixe Deil, wo magnetisyrbar isch, wörd Stator dauft. Bi Elegtromotorè lyt dè Stator meischtens ußè un isch mit èm Ghüüs vobundè; lyt dè Stator innè, so sait mò sèllèm Motor „Ußèläufer“. S Stator-Ghüüs isch meischtens au dè Dräger vo dè mechanischè Befeschtigungselemänt.
Rotor
Der sich bewegènde (meischtens: rotyrènde), magnetisch wǜrkende Deil von èm Elegtromotor, wo d Motorwällè drüllt, wörd als Rotor bezeichnèt. Er bschtòt us dè Wällè, èm Anker odder ènèrè Spuèlè, wenn dè Anker kein Permanentmagnet isch.
Anker
Iisèchèrn vum Rotor, wo d Rotorschpuèlè ummègwicklèt sin.
Polschuè
Uusbuchtig vum Iisè von èm Magnetchèrn, wo wiè-nèn Schuè gmacht isch un s Magnetfäld a sèbbi Stell leitè/bündlè soll.
Eigè- un Frèmderregig
Wörd s Magnetfäld von èrè Spuèlè durch Strom us dè Stromaaschlüss vum Motor durch d Spuèlè gleitet wörd, dènn isch s Magnetfäld frèmderregt. Als eigèerregt gildèt Spuèlè, wenn sy ènèm Wechsèl-Magnetfäld uusgsetzt isch un dõdurrè èn Stromfluss i d Spuèlè induzyrt wörd. Sèbbè Stromfluß durch d Spuèlè erzüügt sinèrsits widderum è Magnetfäld, wo dè Motor rotyrè lòt.
Kommutator
È Schiibè mit elegtrischè Aaschlüss, wo d Segmänt vo dè Schiibè sin; d Schiibè drüllt sich mit dè Rotorwällè. A d Aaschlüss sin d Spuèlè nit aagschlossè; d Kommutatorschiibè polt wôrènd èm Umlauf d Spuèlè um. Diè gnaui Fungtionswyys wörd im nõchfolgendè Abschnitt beschribbè.

Glychschtrommotor (Kommutatormotor)

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
Läufer von èm Kommutatormotor; Kollèbürschtè un Stator sin abmontyrt

Dè (fixe) Stator cha bi nèm Glychschtrommotor èn Duèrmagnet mit Polschuè sy, è Frèmderregig übber è Spuèlè statt ènèm Duèrmagnet isch au möglich. Bi nèm Wechsèlschtrom-Kommutatormotor odder au Universalmotor isch im Stator einéwäg è Erregerschpuèlè dinnè. Wörd Strom durch sèlli Spuèlè gleitet, baut sich s Erregerfäld (Magnetfäld) uff (Ørsted-Brinzyp).

Im Stator isch èn Rotor dinnè, wo i dè meischtè Fäll us èrè Spuèlè mit Iisèchèrn (im sognenntè Anker) bschtòt, wo drèèbar im Magnetfäld zwüschè dè Polschuè vum Stator glagèrèt isch.

D Stromzuèfüürig für dè Anker wörd mit ènèm segmentyrtè Kommutator un Schliifkontägt (Kollèbürschtè). Schickt mò durch dè Rotor èn Strom durrè, entschtòt au dõ è Magnetfäld, wo in è Wechsèlwirkig mit èm Magnetfäld vum Stators drättè duèt. Dè Rotor rotyrt dõdemit um sini eigèni Achs un schaltet übber dè Kommutator, wo sich mitdrüllè duèt, immer diè nägschtè Wickligè i dè Stromwäg un cha so elegtrischi Energy in mechanischi Energy umwandlè.

Wenn èn Glychstrommotor kein Kommutator hät, würd sich dè Anker so witt drüllè, bis es Rotormagnetfäld zum Statorfäld glych uusgrichtet isch. Demit er a sèllèm „dotè Pungt“ nit stò bliibt, wörd dè Strom i dè Ankerschpuèlè mit Hǜlf vum Kommutator (au Stromwender odder Kollektor dauft) bi jedem neuè Segmènt umgschaltet. Dè dotè Pungt sorgt au defür, dass bi abbrènntè Kollèbürschtè bim Yschaltè churz rucklèt un dè stò bliibt. Dè Kommutator bschtòt us Metallsegmänt, wo è Zylinder- odder Chraisflächi bildè düèn, wo durch schmali Streifè us nitleitendem Matriaal (Kunschtoff, Luft) unterbrochè isch. A dè Segmänt sin d Ankerwickligè aaghängt. Am Kommutator ligèd (meischtens) zwei Kollèbürschtè aa, wo durch Fèddèrè hèrrè druggt wörrèd. D Bürschtè übberdrägèd dè Strom uff dè rotyrènde Kommutator. Durch s Drüllè vum Rotor wörd d Stromrichtig durch d Ankerwickligè gändèrèt, sèllèwäg chömmèd sèbbi Leiter i s Magnetfäld vum Stator, dènnè irèn Stromfluss so grichtet isch, demit è Drèèmoment erzügt wörd.

S Magnetfäld im Rotor stòt – relatyv zum Stator – fescht; dè Iisèchèrn vum drüllèndè Anker muè dõhèr us uffbigètè Blèchlamèllè bschtò, demit Wirbelschtrööm vomiddè wörrè.

Nõch sèllèm Brinzyp chönnèd au Wechsèlschtrommotorè baut wörrè, wenn s Erregerfäld mit èm Wechsèlschtrom ebbèfalls sini Polig ändèrè duèt (Universalmotor). I sèllèm Fall muè au dè Stator us ènèm Lamèllèpaket beschtò.

Wechsèl- un Drèèschtrommotorè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
Zerlaitè Asynchron-Drèèschtrommotor mit Kurzschlussläufer un Leischtig vo 750 Watt

Bi Wechsèlschtrom chan au uff èn Kommutator vozichtet wörrè, wenn d Umdrèèigszaal im Rhythmus vum Wechsèlstrom folgè duèt; s umlaufènde Magnetfäld vum Rotor wörd vum Wechsèlschtrom erzügt:

Söttigi Motorè hèn dõhèr kein odder è minimes Aalaufmomènt. Sy bruuchèd è Aalaufhǜlf, chönnèd abber mit Wechsèlschtrom mit mee wiè nu einèrè Phasè au sèlber startè:

  • Drèèschtrommotorè wörrèd mit Drèèschtrom bedribbè, wo us drei um 120° phasèvoschobènè Wechsèlschpannigè bschtòt un so è Drèèfäld erzügè duèt
  • Kondensator- un Spaltpolmotorè erzügèd sich us èm einphasigè Wechsèlschtrom sèlber è Hilfsphasè (è Drèèfäld) zum Aalaufè.
  • Schrittmotorè un Reluktanzmotorè wörrèd mit frequènzvoänderlichem Wechsèlschtrom un/odder mit è baar Phasè bedribbè, dèmit sy „im Dritt“ bliibèd bzw. keini Schrittvoluscht uffdrèttèd.
  • Synchronmotorè bruuchèd è Starthǜlf odder schauklèd/schwingèd sich vo selber „in Dritt“.

Artè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
Wickligè mit Isolations-Bandagè bi nèm großè Elegtromotor

Drèèfäld- un Wanderfäld-Maschinnè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Stromwènder- bzw. Kommutator-Maschinnè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Suschtiges

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

S git è baar Artè vo Elegtromotorè, wo hüt kei wǜrtschaftlichi Bedütig hèn.

Elegtroschtatischi Motorè bruuchèd statt Magnetfälder elegtrischi Fälder, wo vo Ladigè erzügt wörrè. Uffgrund vo dè hochè Spannigè, wo bruucht wörrèd, un èm nydrigerè Wǜrkigsgrad sin sèlli Motorè abber nu für chlyni Chräft un Maßschtäb relevant.

Aawèndigè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
Diversi Elegtromotorè, mit 9-V-Battery als Größèvoglych

Elegtromotorè chömmèd sowoll ungreglèt wiè au greglèt zum Ysatz. In eifachè Fäll wörrèd ungreglèti Drèèschtrommotorè mit Stèrn-Dreiegg-Umschaltigè aagwèndet. Sèlli sin abber für primitivi Aadrybsuffgabè geignèt. I dè meischtè Fäll i dè hütigè Braxys ligèd aaschpruchsvolleri Aadrybsbrobleem vor, wo d Elegtromotoré durch mit èrè Regelschaltig bedribbè wörrèd. Bi größèrè Leischtigè müèn no leischtigselegtronischi Stellglièder zwǜschè Regelig un Elegtromotor dèzwǜschè gschaltet wörrè. Wenn d Regelig un dè Elegtromotor zämmè è funktionèlli Einheit bildèt, so sait mò dem „Elegtroaadryb“. Per se isch ergo èn Elegtromotor nit an è Regelig bundè; bi braktischè Fäll hèt sich abber graad s Zämmèschpyl als zwèckmäßig erwisè.

I dè Vogangèheit sin Elegtromotorè znägscht als Aadryb vo Strõßèbaanè un öppis spôter als Universalaadryb i dè Fabrik ygsetzt worrè, wo d Elegtromotorè Dampfmaschinnè ersetzt hèn. Übber Rièmèaadryb sin d Elegtromotorè zu sèllèm Zwèck zum Aadriibè vo mechanischè Wèbschtüèl un suschtigi Aalaagè ygsetzt worrè. Mit dè Yfüürig vo Flièßbänder i dè Induschtry sin d Elegtromotorè denn zum genèrèllè Aadrybsmittel vo ganzè Induschtryzwyyg worré.

Im Berych Vokeer un Mobilidät sin Elegtromotorè zum ärschtè Mòl bi Elegtroloks un Elegtrischè Baanè zum Drägè, spôter in Elegtrokarrè un in Gabblstapler. Mit dè Witterentwicklig vo Akkus wörrèd hüt Elegtroautos mit immer größerer Ryychwitti baut, woby dè Hèrschtèlligs- un Vokaufpriis sowiè diè technischè Eigèschaftè vo dè Lithium-Ionè-Akkus negatyv für d E-Auto-Technology z konnotyrè sin. D Elegtroaadryb gältèd wegè dè hochè Effiziènz als Alternativè zum Vobrènnigsmotor i dè Zuèkumft. Entwickligè i dè Leischtungselegtronik hèt èn wittèrè Aawendigsschub möglich gmacht – vo dört aa sin diè wartigsfreiè, priiswärtè Asynchronmotorè au für drèèzaalvariabli Aadryb ygsetzbar gsi.

Hüt wörrèd Elegtromotorè großflächig in Maschinnè, Automatè, Roboter, Spillzüüg, Huushaltsgrät, Elegtronikgrät (zum Byschpill Videorekorder, Feschtblattè, CD-Spiller), in Ventylatorè, Rasèmaajer, Krän usw. ygsetzt. Diè großi Bedütig vum Elegtromotor für diè hütigi modèrni Induschtrygsèllschaft spiglèt sich au im Energyvobruuch widder: Elegtromotorè hèn èn Aadeil vo übber 50 Brozènt am Stromvobriuch z Dütschland.[4]

Elegtromotorè in mobilè Aawendigè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
Im Gegèsatz zuè benzin- un diselbedribbènè dürfèd elegtrischi Gabblstapler au in Innèrüüm faarèd
Èn Grund für dè Gebruuch vo Elegtro- statt Vobrennigsmotorè bi dè Mondautos isch diè sauerschtofflosi Umgebig uff dè Mondobberflächi gsi
Elegtroauto bim Laddevorgang an èrè öffèntlichè Strõß z Bèrlin

Elegtromotorè wörrèd in Chraftfaarzüüg, bi Schinnèfaarzüüg wiè E-Loks un Strõßèbaanè un deilwys au in Schiff bruucht, unter andrèm bi U-Boot un Torpedos. Nu bi Luftfaarzüüg wörd dè Elegtromotor als Aadryb vum Faarzüüg kaum bruucht, gwǜnnt durch dè Gebruuch vo Drohnè un Elegtroflüüg au i sèllèm Berych è zuènämmèndi Bedütig.

Vill Elegtrofaarzüüg wiè diè meischtè E-Autos, E-Scooter, Pedelecs, Droonè usw. nämmèd gschpeicherti Energy us èm Akku. Es git abber au andèri Möglichkeitè vo dè Energyvosorgig:

Faarzüügaadryb-Konzäpt mit Elegtromotorè, bi dènnè è nitelegtrischi Energyquälle im Faarzüüg mitgfüürt wörd:

  • Brennschtoffzèllè-Aadryb: È Brojèkt isch zum Byschpill HyFLEET:CUTE, d Witterfüürig vum Brojèkt CUTE. Brobleem bschtön i dè Läbbensduèr un dè Koschtè dè Brènnschtoffzèllè. Brènnschtoffzèllè wörrèd au bi mèngè U-Boot als Energyquällè bruucht.
  • Hybridaadryb (zum Byschpill Toyota Prius): Èn Ottomotor wörd mit èm Elegtromotor/Generator kombinyrt un mit Akkus puffèrèt (Vordeil im Deillaschtberych/Stadtbedryb, hochè Faarkomfort, Nutzbrèms (Rekuperation), Pufferig au mit Doppelschichtkondensatorè).
  • Gyroaadryb: Als Energyschpiicher diènt è Schwungrad mit ènèm Generator, wo d Faarmotorè aadrybt (wörd unter andrèm bi Gyrobus bruucht, gringi Rychwitti, Nutzbrèms möglich).
  • Chèrnenergyaadryb: Im Faarzüüg wörd è Chèrnchraftwärch mitgfüürt. Vobreitet isch sèlli Möglichkeit bi U-Boot un è baar Schiff, drunter au zivili Schiff wiè dè Iisbrècher Lenin.
  • È wittèri mobili Aawendig isch dè diselelegtrischi Aadryb; dõ erzügt è Diselaggregat elegtrischè Strom, wo d Faarmotorè aadrybt. Nutzbremsung isch nit möglich, wenn nit zuèsätzlichi Akkumulatorè mitgfüürt wörrèd. Diselelegtrischi Aadryb findèt mò in Schiff, Lokomotyvè un U-Boot (dört ergänzt durch èn Akku).

Faarzüügaadrybs-Konzäpt mit Elegtromotorè, wo d Energy wôrènd dè Faart us dè Umwält entnõ wörd:

  • Elegtrisch aadribbèni Schinnèfaarzüüg erhaaltèd dè Stròm meischtens us èrè Obberleitig odder us èrè Stromschinnè, seltè sogar dirèkt us dè Faarschinnè.
  • Trolleybüss bezièd dè Strom us èrè Obberleitig. Au dõ cha d Nutzbrèms stattfindè, wenn s spysènde Netz dèfür uusglait isch odder Akkus im Bus inschtallyrt sin. Au Doppelschichtkondensatorè wörrèd dõdeby bruucht.
  • Solarfaarzüüg bruuchèd Solarenergy, wo mit Solarpanel, welli am Faarzüüg inschtallyrt sin, diè elegtrischi Energy für d Faarmotorè gwünnèd.

Gründ für dè Elegtroaadryb vo Faarzüüg sin:

  • Großi Elaschtizidät, wèg dèrrè cha uff è Gedrybè mit Schaltig vozichtèt wörrè. Schu bim Aafaarè lyt unter Volllascht s maximale Drèèmoment aa, wa allerdings zuè Probleem mit èm Schlupf bim Aafaarè füürè cha.
  • hochè Wǜrkigsgrad (bsunders bi Deillaschtbedryb, wichtig bi Batterybedryb)
  • Hochè Faarkomfort durch eifachi Bediènig (au wichtig bi elegtrischè Rollschtüèl)
  • Chlynèri Maaß un gringèri Massè wiè-nèn voglychbarè Vobrennigsmotor; dõdurrè wörd bim Ybau vum Motor Blatz gschpart un dè Motor cha i dè Nôchi vo dè Räder, vorzugswyys für dè Einzelachsbedryb, ybaut wörrè. Contra isch s Akku, wo (no) groß un schwèr sin.
  • Keini Emissionè; dõhèr isch dè Ysatz in abgassensiblè Beryych möglich (Wärchhallè, Dunnel- un Woongebièt öppè). Contra sin d Ström, wo u.U. bi dè gfordertè Leischtig è elegtromagnetisches Fäld emittyrèd ; d Würkig vo sèllèm Fäld isch umschtrittè.
  • Gringèri Bedrybskoschtè (zimli langi Motor-Läbbensduèr, gringeri Wartig vo allèm bi Asynchron-Drèèstrommotorè).
  • Eifachèrè Uffbau.
  • Yrichtig von èrè elegtromotorischi Brèms, wo è Nutzbrèms mit Rekuperation möglich macht un wènnig Wartigsbüèz wègè m Voschliiß bruucht, wiè-s bi normalè Brèmssischteem wègèm Abryyb vu dè Brèmsbelääg dè Fall isch. Contra git s wèg dè Brèmswürkig vo dè Nutzbrèms, wo proportional zuè dè Drèèzaal vum Rad isch un è mechanischì Brèms bi nidrigè Drèèzaal bis zum Stillschtand nötig macht.

Trotz dè Vordeil wörd dè Elegtromotor bishèr rächt wènig in Pkw un braktisch kaum in Lkw un Büs ygsetzt. Gründ sin bsundere dié begränzti maximali Rychwitti, diè hochi Massè un Priis vum Energyspiicher (Akkumulatorè), diè langi Laddezyt un diè churzi Entladdezyt bi kaaltèm Wetter bzw. im Winter. Dõdemit isch klar, dass nit dè Elegtromotor d Vobreitig vom E-Auto vozögèrè duèt, sondern d Lithium-Ionè-Akkus, wo mò dõdefür ysetzt.

Aawendigè i dè Induschtry

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Diè villfältigè Aawendigsgebièt vo Elegtromotorè i dè Induschtry lôn sich in zwölf Gebiète uffdeilè. Diè ärschtè vyr bedräffèd dè Matriaalfluss. Diè nägschtè vyr mit kontinuyrlichè odder taktètè Produgtionsschtrõßè un diè letschtè beidè mit Prozäss, wo mit dè Wärchschtugg schaffèd.

  1. Förderaadryb:[5] Aaforderigè a d Aadryyb sin è hochè Läbbensduèr, Robuschtheit un Zuèvolässigkeit, nidrigè Wartigsuffwand, hochi Modularidät un gringè Energyvobruuch. D Aadryyb wörrènd meischtens im permanèntè Bedryb ygsetzt, Gschwindigkeitsänderigè spillèd dõhèr è untergordnèti Rollè.
  2. Faaraadryyb wörrèd a Faarzüüg zum Matriaaldransport ygsetzt, byschpillswyys bi faarerlosè Dransportsischteem, Bortalkrään, Regalbedièngräät odder Elegtrohängebaanè. Für s gnaue Aafaarè vo Positionè wörd è hochi Bräzision vo dè Aadryyb gefordèrèt.[6]
  3. Hubaadryyb söllèd Güèter senkrächt nõch obbè fördèrè. Dèzuè zellèd Krään, Aalupftisch, Laschtèuffzüüg un Bauuffzüüg.[7]
  4. Positionyraadryyb diènèd èm Pungt-zuè-Pungt-Aadryb, um einzelni Güèter vo eim Pungt zum andèrè z befördèrè. Dèzuè zellèd s Beschtüggè vo elegtronischè Baudeil, d Hèrrèfaarè un s Wègnää vo Wärchschtügg bi Produgtionsmaschinnè un Montageautomatè. Diè meischtè vo sellnè Aadryyb sin als linearer Dirèktaadryb uusgfüürt.[8]
  5. Koordinyrtè Aadryb für Roboter: Induschtryroboter hèn hüüfig bis zuè sechs Achsè, wo glychzitig wôrènd dè Bewegig è bschtimmti Soll-Laag haa söllèd. È Koordinyrug vo dè einzèlnè Aadryyb isch dõhèr nötig, um dié gwünschti Bewegig vum Roboterarm z hèrrèzbringè.
  6. Glychlaufaadryyb wörrèd bim Produgtionsbrozäss ygsetzt, wo-nè kontinuyrlichs Brodukt als Endlosmatriaal hèrgschtellt wörd. Dèzuè zellèd s Transportyrè, Walzè, Bschichtè, Wicklè un Spinnè sowiè s Druggè.[9]
  7. Wickelaadryyb stôn oft am Aafang odder Ändi von èrè flièßèndè, kontinuyrlichè Broduktion. Sy wörrèd byschpillswyys in Staalwärch ygsetzt, wo Bläch zuè Coils uffgwicklèt wörrèd sowiè im Maschinnèbau un dè Faarzüüginduschtry, wo sy widder abgwicklèt wörrèd. Wittèri Byschpill sin s Uff- un Abwicklè vo Dròòt, Garn odder Bapyr. Well s uffgwicklèti Matriaal mit dè Zyt èn immer größèrè Umfang aanää duèt, nimmt d Umfanggschwindigkeit bi-nèrè glychbliibèndè Drèèzaal zuè. Dèmit s Abriißè vum Matriaal z vohindèrè, müèn d Aadryyb übber dè Umfang vum uffgwicklètè Matriaal greglèt wörrè.[10]
  8. Tagtaadryyb für èn Querschnoider un è fliègèndi Sägi wörrèd bi dè kontinuyrlichè Broduktion bruucht, wo s Flièßmatriaal z drännè, byschpillswyys durch Absägè von èm Stugg. Bsunderi Aaforderigè ergän sich us èm Matriaal, wo sich wôrènd èm Drènnbrozèss witter bewegè duèt.[11]
  9. Aadryyb für elegtronischi Kurvèschiibè zellèd zuè dè Aadryyb mit èm nit glyychmäßigè Vordryyb. È Stanzwärchzüüg söll sich byschpillswyys langsam senkè un schnèll aahebbè, dèmit è guèti Arbètsqualidät am Wärchschtugg möglich wörd. Wittèri Aawendigè sin Bäppè, Schweißè, Byygè un Schniidè.
  10. Aadryyb für Umformbrozäss: Dõdèzuè zellèd s Prässè vo Staalbläch, s Extrudyrè vo Kunschtschtoff, s [[Tiefziehen]|Düèfziè] odder s Gsenkschmyydè.[12]
  11. Haupt- un Wärchzüügaadryyb bi Wärchzüügmaschinnè. Sy diènèd zum Aadryb vo Fräsè, Boorer un Drèèmaschinnè. Sèll isch dè einzige induschtrièlle Aawendigsfall, wo èn rychhaltigi ingenieurwǜssèschaftlichi Literadur vorlyt.[13]
  12. Aadryyb für Bumpè un Ventilatorè.

Wǜrkigsgrad un Effiziènz

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Technologisch voaaltèti Elegtromotorè füürèd zuè nèm höchèrè Energyvobruuch.[14] 1998 isch è freiwilligi Voybarig zwǜschè m europäischè Sektorkomitee für elegtrischi Aadryb CEMEP un dè Europäischè Kommission droffè. I sèllèrè hüt voaaltétè Voybarig sin drei Wǜrkigsgradklassè definyrt:

  • EFF3 = Motorè mit nydrigèm Wǜrkigsgrad
  • EFF2 = Motorè mit vobessèrtem Wǜrkigsgrad
  • EFF1 = Motorè mit höchèrèm Wǜrkigsgrad

Im Johr 2009 isch è neui wältwitt gältèndi Normyrig für d Effiziènzklassè (EN 60034-30:2009) ygfüürt worrè. Diè folgèndé Wǜrkigsgradklassè für Nidderschpannigs-Drèèschtrom-Asynchronmotorè im Leischtigsberych vo 0,75 kW bis 375 kW gälted hüt:[15][16]

  • IE1 = Standard Wǜrkigsgrad (voglychbar EFF2, Vodryb sit Juni 2011 nu no ygschränkt gschtattet)
  • IE2 = Hochè Wǜrkigsgrad (voglychbar EFF1)
  • IE3 = Premium Wǜrkigsgrad
  • IE4 = Super Premium (> 97 % realisyrt)[17]
  • IE5 = Ultra Premium[18]

Sit èm 16. Juni 2011 dürfèd ungregèlti Motorè (0,75–375 kW) nu no ab Leischtigsklassè IE2 in Vokeer brocht wörrè. Dè Aadeil vo hocheffizièntè Motorè söll toujours uusbaut wörrè.[16][19] Byschpill sin diè permanènterregtè Synchronmotorè mit högschtè Wǜrkigsgraad.[17]

Ab èm 1. Juli 2021 dürfèd ungreglèti Motorè (0,75–375 kW) nu no ab Leischtigsklassè IE3 in Vokeer brocht wörrè.[20]

Bauè vu Elegtromotorè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Diè einzèlnè Komponäntè vu Elegtromotorè wörrèd unabhängig vonènand baut. Diè wichtigschtè sin s Ghüüs, dè Stator, d Wällè un dè Rotor. Aaschlièßend chunnt d Ändmontage.[21]

Bauè vum Ghüüs

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

S eigèntlichi Ghüüs wörd uff beidè Sitè vo Deckel zuègmacht, wo bim Elegtromotor als Lagerschild bezeichnèt wörd, well sy au zum Lagèrè vo dè Motorwällè mit Kugellager diènèd. Diè einzèlnè Brozèssschritt für d Lagerschild un s Gehüüs stimmèd abber übberyy. Beidi wörrèd znägscht durch Gièßè odder Flièßprässè grob gmodlèt, dènõch chunnt d feine Voschaffè mit Drèè, Boorè un Schliifè un zletscht s Subbermachè. D Details hängèd vo dè broduzyrtè Stüggzaal ab.

Gièßè mit Modèl us Sand wörd nu bi gringè Stuggzaalè ygsetzt, byschpillswyys bim Prototypèbau. Für mittleri un größèri Stuggzaalè eignèd sich dè Druggguss un dè Schlüüderguss sowiè s Strangprässè. Dè Druggguss isch mit èm Aadeil vo 60 % s hüüfigschte Vofaarè. Dõ bschtòt s Modèl us Staal un cha öppè 80.000-mòl abgossè wörrè. Diè Maschinnè, wo bruucht wörrèd, koschtèd zwǜschè 700.000 un einèrè Million Euro, sèllèw#g muè mò uff è Mindeschtschtuggzaal vo öppè 15.000 chò, um wǜrtschaftlich z sy. Schlüüdergussaalaagè koschtèd dègegè nu öppè 60.000 bis 100.000 Euro. Am düèrschtè sin Strangprèssaalaagè mit 8 Mio. Euro. Sy eignèd sich dõhèr nu für zimli großi Seriè, wyysèd denn abber diè nièdrigschtè Stuggkoschtè uff.[22]

Nõch èm Gièßè odder Strangprässè wörrèd d Ghüüs entgròtet. S feine Voschaffè bassyrt meischtens bi Bearbeitigszäntrè, wo uff s Drèè, Booré, Fräsè un Schliifè spezialisyrt sin. Zuè dè Uffgabè ghört s Uusdrèè vo dè Innèkontur, s Fasè vo dè Ränder un s Boorè vo Durchgäng odder Gwinde.

S Sübèré vo dè Ghüüs bassyrt bi chlynè Seriè meischtens durch Bestraalè mit Drochèiis (sognenntes Drochèiisschtraalè) odder mit chlynè Kuglè (Kugelschtraalè). Dõdurrè wörrèd Gièßrüggschtänd, Spôn, Staub un suschtigè Drèck wèggmacht. Bi mittelgroßè Seriè bassyrt s Subermachè mit èm Ultraschallbäddèle. Bi Großseriè wörrèd zum Subermachè Aalaagè ygsetzt, wo alli Deilè durrèlaufè lôn. Sèlli Aalaagè bschtôn us èrè Uffgabeschtation un us Subermach- un Spüèlzonè, ènèrè Drochèzonè un dè Übbergabeschtation.[23]

Bauè vo dè Blèchpaket

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Diè eigèntlichè leischtigserzügèndè Komponentè, also dè Rotor un dè Stator, wörrèd us Blèchpaket zämmèbaut. Gegèübber dè Vollmatriaalbauwyys hèn Blèchpaket dè Vorteil, dass sy Wirbelschtrööm vohindèrè düèn un asè dè Wǜrkigsgrad höcher machèd. Bim Zämmèbau vo dè Bläch zu Pakeet isch es wichtig, Kurzschlüss z vomyydè. Diè einzèlnè Bläch sin dõhèr mit ènèm Isolator bschichtet. Sy wörrèd us Elegtroband hèrgschtellt. Dõdeby handlèt s sich um Bläch us èm siliziumhaltigè Staal, wo vobessèrti magnetischi Eigèschaftè uffwyst. Well sini Broduktion rächt uffwèndig isch, wörd s vo Elegtromotor-Hèrschteller ykauft. Dè Bau vo dè Blèchpaket bassyrt in mèngè Schritt: Uusschniidè vo dè Bläch, Zämmèbigè, duèrhaftes Zämmèfüègè (Bäppè, Schweißè etc.) un è Nõcharbèt.[24]

Für chlynèri Seriè odder Prototǜpè wörd s Blèch mit Laser- odder Wasserstraalschniidè drännt. Bi größerè Seriè isch s Stanzè wǜrtschaftlicher. Aaschlièßènd wörrèd d Bläch uffbigèt. Bim Stanzè cha sèll dirèkt i dè Maschinnè bassyrè, wôrènd bi dè anderè Vofaarè èn wittèrè Brozèssschritt nötig isch. S Zämmèbauè vo dè Blèchpaket git s zaalrychi Möglichkeitè. I dè Massèbroduktion wörrèd hüüfig Nasè an einzelnè Bläch nõch unnè druggt, in Uusschparigè vo dè drunterligèndè Schichtè. Hüüfig isch sèllè Schritt dirèkt i d Stanzè integryrt. Nõch èm Bigè chönnèd diè einzèlnè Lagè au zämmègschweißt wörrè. Sèll isch bi dütlich nidrigèrè Stuggzaalè wǜrtschaftlich, hèt abber dè Nõchdeil von èrè elegtrisch leitèndè Vobindig, wo d Broduktion vo Wirbelschtrööm begünschtigt. Well d Schweißnôt a Stellè aabrocht wörrè chönnè, wo für s magnetischi Fäld vo gringer Bedütig sin, git s kaum Nõchdeil bim Wǜrkigsgrad. È andèri Möglichkeit isch dè Gebruuch vo Backlack. Dõ wörrèd nõch èm Stanzè diè einzèlnè Bläch mit Backlack bschichtet un bigèt un aaschlièßènd im Ofè uusbachè. Dõdurrè wörrèd einersits d Schichtè zämmèbäppèt un anderersits au isolyrt.

Als letschtè Schritt cha nõchgschaffèd wörrè, dèmit dè Wǜrkigsgrad è bitzeli höcher wörd. Dèzuè zellt s Spannigsarmglüè, Ußèrunddrèè, Entgrõtè un è Nõchlackyrig. Well d Effiziènzschteigerigè gring sin, wörd sèll vor allem bi Großmotorè braktizyrt.

Bauè vum Stator

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Dé Stator isch mit ènèm Aadeil vo 35 % a dè Gsamtkoschtè s düèrschte Baudeil. Sèll lyt a dè uffwändigè Broduktion un èm düèrè Matriaal. Diè einzèlnè Brozèssschritt sin Isolyrè vo dè Komponäntè, Wicklè vo dè Spuèlè, Hèrschtellè vo dè Wicklig un Imprägnyrè.[25]

Zwǜschè m Blèchpaket un dè Wicklè vo dè Spuèlè wörd Isolatorbapyr bruucht, um Spannigsübberschlääg z vohindèrè. Dè Dròòt, wo für d Spuèlè bruucht wörd, duèt mò ziè, un aaschlièßènd mit èrè isolyrènd Lackschicht un dènòch mit èrè Gleitschicht übberzogè, wo s Wicklè lychter macht.

I dè Spuèlèwickeltechnig hèn sich èn Huufè Methodè un Vofaarè fürs Spuèlèwicklè etablyrt. Diè wichtigschtè sind d Linear-, Flyer- un Nòdelwickeltechnig. D Aalaagè fürs Spuèlèwicklè koschtèd zwǜschè 150.000 Euro für eifachi Maschinnè un gäbèd bis zuè 4 Millionè Euro für Aalaagè vo dè Großserièbroduktion.

Nõchdèm d Spuèlè i dè Stator ybaut wörrè sin, wörrèd s Änd vo dè Drôôt kontagtyrt un brüèft.

Bauè vo dè Wällè

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Dè Koschtèaadeil vo dè Wällè isch mit 5 % zimli nydrig. Diè Hèrschtellig volauft in drei Schritt: Grobbearbeitig im weichè Zuèschtand, Härtè un Abschlyyfè.

Diè ärschti Formgebig bassyrt bi großè Stuggzaalè meischtens durch Schmyydè, bsunders mit èm Gsenkschmyydè. Bi chlynèrè un mittlèrè Stuggzaalè wörrèd Bearbeitigszäntrè ygsetzt wiè sèll au bi dè Ghüüs gmacht wörd. Zum Härtè wörrèd konventionèlli Wärmibehandligsmethodè ygsetzt, drunter s Induktionshärtè, s Ysatthärtè un d Nitryrthärtè. In allnè Fäll wörd dènõch durch Hartdrèè odder Schliifè zuè dè ändgültigè Form bräzys aagfertigt .[26]

Bauè vum Rotor

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Bi Motorè mit Permanèntmagnet sin d Schritt bim Magnetisyrè, Montyrè vo Magnet, d Wällèmontage un Uuswuchtè uusduuschbar; voschiddèni Reièfolgè sin abber mit jewyls eigènè Vor- un Nõchdeil vosää.

Bi Asynchronmotorè wörd statt èm Rotor èn Rotorchäfig ygsetzt. Meischtens wörd er us Druggguss gmacht. Bim Prototǜpèbau wörd er au us Stääb un Ring zämmèglötet. Hochwärtigi Chäfig bschtôn us Kupfer, wo è größèri Leitfähigkeit uffwyyst wiè Aluminium abber au öppè vyrmòl düèrer isch un ärscht bi 1084 °C schmelzè duèt. Aluminiumlegyrigè dègegè schmälzèd schu bi 600 °C. Dõhèr lôn sich Alugussformè öppè 50.000-mòl abgièßè, Formè für Kupfer dègegè nu 100-mòl. Übblicherwyys wörd d Schmälzi dirèkt i d Rotornuètè gossè.[27]

Ändmontage

[ändere | Quälltäxt bearbeite]

Wèg dè Vylfalt vo dè voschiddènè Motorbauartè un möglichè Stuggzaalè git s bi dè Ändmontage großi Bandbreitè un Variantè vo dè uusschlièßlich manuèllè Montage bis zuè dè vollautomatisché Montagelinniè.[28]

Zèrscht wörd dè Stator i s Gehüüs baut. Sèll cha mit Uffschrumpfè, IIprässè odder Bäppè bassyrè. Dènõch wörd s Rotorpaket i dè Stator ybrocht.

Dè nägschte Schritt isch d Montage vo dè Sensorik. Bim Asynchronmotor isch sèll èn Drèèzaalmesser un bi Motorè mit Permanèntmagnet èn Bositionsmesser (Inkrementalgäbber). Sy wörrèd ebbèfalls uffgschrumpft, yprèsst odder bäppèt. Ußerdèm wörrèd Temperadursensorè vobaut.

Aaschlièßènd wörrèd d Sensorè kontagtyrd un diè einzèlnè Phasè mit èm Aaschlussschtecker.

Dènõch wörrèd d Lagerschild mit Kugellager bschtüggt un am Gehüüs aabrocht. Im letztè Schritt chunnt d Ändbrüèfig uff Sicht sowiè d Widderschtands-, Isolations-, Fungtions- un Hochschpannigsbrüèfig sowiè è Brüèfig vo dè Leischtigselegtronik.

Literadur

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
  • Herbert Rentzsch: Elektromotoren. 4. revidyrti Uffl., ABB Drives AG, Turgi/Schwyz 1992, ISBN 3-590-80853-5.
  • Peter Bastian, Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 21. revidyrti. un erw. Uffl., Volaag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 1996, ISBN 3-8085-3431-1.
  • Gregor D. Häberle, Heinz O. Häberle: Elektrische Maschinen in Anlagen der Energietechnik. 3. revidyrti un erw. Uffl., Volaag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 1994, ISBN 3-8085-5003-1.
  • Konrad Rüffer: Schalten von Elektromotoren. Volaag Technig, Bèrlin 1990, ISBN 3-341-00827-6.

Weblinggs

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
 Commons: Elektromotor – Sammlig vo Multimediadateie

Wiktionary Wiktionary: Elektromotor – Wortherkunft, Synonym und Übersetzige

Einzelnõchwyys

[ändere | Quälltäxt bearbeite]
  1. ↑ William Sturgeon born 22nd May 1783 in Whittington, Lancs died 4th December 1850 in Prestwich, Lancashire. In: whittingtonvillage.org.uk/. Abgruefen am 28. Februar 2015.
  2. ↑ LEIFIphysik, Geschichte Elektromotor, abgruèfè am 4. April 2020.
  3. ↑ Ulrich Wengenroth: Elektroenergie, S. 328–334 in: Ulrich Wengenroth (Hrsg.): Technik und Wirtschaft, 1993: (Band 8 vo: Armin Hermann, Wilhelm Dettmering (Hrsg.): Technik und Kultur, Düsseldorf, VDI-Volaag)
  4. ↑ VDE-Studie Effizienz- und Einsparpotentiale elektrischer Energie (Memento vom 11. April 2008 im Internet Archive)
  5. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 283f.
  6. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 288f., 292f.
  7. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 303.
  8. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 324f.
  9. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 351f.
  10. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 373.
  11. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 396.
  12. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 424.
  13. ↑ Edwin Kiel (Hrsg.): Antriebslösungen - Mechatronik für Produktion und Logistik, Springer, 2007, S. 439.
  14. ↑ Wirtschaftlichkeitsvergleich Elektromotoren verschiedener Effizienzklassen, Ing.-Büro Dolder, 12. April 2010, abgruèfè am 23. Februar 2012
  15. ↑ ZVEI, April 2009: Neue Wirkungsgradklassen für Niederspannungsdrehstrommotoren (Memento vom 9. Februar 2015 im Internet Archive), abgruèfè am 23. Februar 2012 (PDF; 494 kB)
  16. ↑ 16,0 16,1 Energieeffizienz und Ökodesignrichtlinie (Memento vom 18. Oktober 2011 im Internet Archive), DENA, Juli 2010, abgruèfè am 23. Februar 2012
  17. ↑ 17,0 17,1 Nit nu uff Effiziènzklassè achtè - Expärtè-Interview zuè dè neuè Energyeffiziènzklassè, wirautomatisierer.de, vom 5. Auguscht 2010, abgruèfè am 23. Februar 2012
  18. ↑ IE5- UND IE3-MOTOREN FÜR DIE ABWASSERTECHNIK - IE5- und IE3-Motoren für die Abwassertechnik, Herborner Pumpen, abgruèfè am 19. Mai 2021
  19. ↑ Energieeffizienz bei Elektromotoren, Presse-Information 053/2009, Umwältbundesamt, abgruèfè am 23. Februar 2012
  20. ↑ EU-Verordnung zu Elektromotoren-Wirkungsgraden, Presse-Information vum 26. März 2020, Dunker Motorè, abgruèfè am 19. Mai 2021
  21. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 136.
  22. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 138f.
  23. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 141f.
  24. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 148.
  25. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 149f.
  26. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 156f.
  27. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 159–172.
  28. ↑ Achim Kampker: Elektromobilproduktion, Springer, 2014, S. 172f.
Dä Artikel basiert uff ere fräie Übersetzig vum Artikel „Elektromotor“ vu de dütsche Wikipedia. E Liste vu de Autore un Versione isch do z finde.