{"id":2976,"date":"2024-02-01T10:28:40","date_gmt":"2024-02-01T09:28:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.emag.com\/blog\/?p=2976"},"modified":"2025-02-25T09:52:58","modified_gmt":"2025-02-25T08:52:58","slug":"wie-funktioniert-e-motor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.emag.com\/blog\/wie-funktioniert-e-motor\/","title":{"rendered":"Wie funktioniert eigentlich \u2026 ein E-Motor? F\u00fcnf Fragen \u2013 F\u00fcnf Antworten"},"content":{"rendered":"

Die Zukunft steht \u201eunter Strom\u201c: An vielen Stellen kommen zuk\u00fcnftig E-Motoren zum Einsatz \u2013 vom Auto bis zur Heizung \u2013, um den Verbrauch von fossilen Brennstoffen zu vermeiden. Dabei ist das Grundprinzip eines herk\u00f6mmlichen E-Motors immer gleich: Magnetfelder treiben eine Welle an. Wie funktioniert das genau?<\/strong><\/p>\n

1. Was zeichnet den Antrieb aus?<\/strong><\/h3>\n

Die Grundidee ist verbl\u00fcffend einfach und basiert auf dem Prinzip des Elektromagnetismus: Wenn durch einen Leiter Strom flie\u00dft, bildet sich um ihn herum ein kreisf\u00f6rmiges Magnetfeld. Diesen Effekt machen sich die Konstrukteure von E-Motoren zunutze. In deren Inneren gibt es ein feststehendes Bauteil (Stator), in dem sich ein bewegliches magnetisches Bauteil (Rotor) befindet. Der Strom flie\u00dft nun durch die einzelnen Stator-Segmente und es entsteht das angesprochene magnetische Feld. Dabei h\u00e4ngt dessen Ausrichtung von der Stromrichtung ab \u2013 und das hei\u00dft: Die Felder lassen sich im schnellen Rhythmus so umpolen, dass der (ebenso magnetische) Rotor kontinuierlich in Bewegung bleibt. Selbstverst\u00e4ndlich gibt es diverse Varianten dieses Ansatzes \u2013 etwa mit Blick auf die Frage, ob Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom zum Einsatz kommen.<\/p>\n

\"Einfacher

Animation eines einfachen Gleichstrommotors.<\/p><\/div>\n

Quelle: https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Gleichstrommaschine, MichaelFrey, CC BY-SA 3.0 , https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-sa\/3.0, via Wikimedia Commons<\/p>\n

2. <\/strong>Wer hat\u2019s erfunden?<\/strong><\/h3>\n

Das ist nicht ganz einfach zu beantworten, denn die Nutzung von Strom in einem voll funktionsf\u00e4higen Motor steht am Ende einer ganzen Kette von Innovationen. Ein Meilenstein war die Entdeckung der elektromagnetischen Rotation durch Michael Faraday im Jahr 1821. In einem Experiment gelang es ihm, einen stromdurchflossenen Leiter unter dem Einfluss eines Dauermagneten in Bewegung zu bringen. Verschiedene Wissenschaftler entwickelten in der Folge diverse E-Motor-Vorl\u00e4ufer. Das erste praxistaugliche Modell geht auf den deutsch-russischen Physiker Moritz Hermann von Jacobi zur\u00fcck: Sein Motor trieb am 13. September 1838 ein Elektroboot auf der Newa in Sankt Petersburg an. Es fuhr zun\u00e4chst nur 2,5 Stundenkilometer schnell und legte dabei eine Strecke von 7,5 Kilometern zur\u00fcck. Sp\u00e4ter steigerte der Physiker seinen Motor auf eine Leistung von 4 Stundenkilometern.<\/p>\n

3. Gibt es Besonderheiten beim E-Auto?<\/strong><\/h3>\n

Zun\u00e4chst einmal ist wichtig, dass in E-Autos vor allem Wechselstrom-Motoren zum Einsatz kommen, weil die Gleichstrom-Variante einen schlechteren Wirkungsgrad und eine geringere Leistungsdichte aufweist. Insgesamt unterscheidet man im Auto zudem zwischen Asynchron- und Synchronmotoren. Bei ersteren befindet sich der durch Induktion magnetisierte Rotor im Magnetfeld des Stators. Dabei l\u00e4uft das Rotor-Magnetfeld dem Stator-Magnetfeld hinterher; beide sind also nicht synchron. Daraus leitet sich der Name dieser Motor-Variante ab, die zwei gro\u00dfe Vorteile hat: Zum einen ist ihr Aufbau relativ einfach, zum anderen l\u00e4sst sie sich einfach stromlos schalten und dann ohne Widerstand bewegen.<\/p>\n

Im Gegensatz dazu bewegen sich im Synchronmotor die Magnetfelder von Rotor und Stator immer synchron zueinander. Auch dieses Prinzip kommt in E-Autos zum Einsatz, wobei es einen h\u00f6heren Wirkungsgrad als die Asynchron-Variante hat. Teilweise setzen Hersteller daf\u00fcr auf Permanentmagneten im Rotor inklusive seltener Erden, was die Kosten erh\u00f6ht. Allerdings gibt es auch Synchronmotoren ohne Permanentmagnete.<\/p>\n

\"Stator

Blick auf den Stator in einem ge\u00f6ffneten E-Motor.<\/p><\/div>\n

4. <\/strong>Was bringt die Zukunft?<\/strong><\/h3>\n

Dass die E-Mobilit\u00e4t in ganz verschiedenen Bereichen die Zukunft ist \u2013 man denke hier etwa an die Bahn oder Schiffe \u2013 liegt auf der Hand. Besonders interessant ist die Frage, ob sich zuk\u00fcnftig auch Flugzeuge mit Strom betreiben lassen. Verschiedene Universit\u00e4ten forschen an dieser Aufgabe. Sicher ist: Flugzeugtriebwerke sind nichts anderes als sehr schnelle und leistungsstarke Gebl\u00e4se, die man elektrisch antreiben k\u00f6nnte. Allerdings fallen die daf\u00fcr ben\u00f6tigten Motoren derzeit noch sehr gro\u00df aus. Forscher arbeiten deshalb an einer neuen Generation von E-Antrieben, die viel kleiner sind.<\/p>\n

5. <\/strong>Auf was kommt es in der Produktion im Automobilbereich an?<\/strong><\/h3>\n

Nat\u00fcrlich geht es bei den zentralen Bauteilen wie Rotor, Stator oder Motorgeh\u00e4use um extreme Pr\u00e4zision \u2013 das ist f\u00fcr den Automobilbereich nichts Neues. Zudem steigen gerade die St\u00fcckzahlen massiv an. Produktionsplaner suchen deshalb nach innovativen L\u00f6sungen \u201eaus einer Hand\u201c, mit denen sich die Bauteile besonders effizient und prozesssicher bearbeiten lassen. Was das etwa f\u00fcr sogenannte gebaute Rotorwellen bedeutet, zeigt EMAG mir der Maschine ELC.<\/p>\n

\"Gebaute

Gebaute Rotorwellen durchlaufen auch einen Schwei\u00dfprozess, bei dem die beiden Bauteil-H\u00e4lften zusammenf\u00fchrt werden.<\/p><\/div>\n

In der ganzheitlichen Technologie werden F\u00fcge-, Reinigungs- und Schwei\u00dfprozesse an einer gebauten Rotorwelle kompakt zusammengef\u00fchrt.<\/p>\n

Sehen Sie hier, wie komplette Produktionslinien f\u00fcr ein- oder zweiteilige Rotorwellen, in denen alle Bearbeitungsprozesse perfekt verzahnt hintereinander ablaufen, aussehen k\u00f6nnen.\u00a0<\/a><\/h3>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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