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Elektromotoren 1



kfz-tech.de/Ye256

Was ist ein Elektromotor? Da stellen wir uns ganz dumm und sagen, da geht Strom rein und es kommt Bewegung raus. Das ist auch der Grund, warum es niemanden interessiert, welchen Elektromotor das Auto hat, das er/sie gerade gekauft hat.

Ich weiß noch, wie sehr ich mich lustig gemacht habe (nicht ganz ernst gemeint) über den amerikanischen Gastvater meines Sohnes, der partout nicht sagen konnte, ob das Familienauto nun einen Vier- oder Sechszylinder unter der Haube hatte.

Aber genau so weit sind wir jetzt mit der E-Mobilität. In Deutschland jedenfalls hat die Auslegung des Motors immer eine zentrale Rolle gespielt. Das Äußere konnte ja jeder sehen, also war die erste Frage an den/die Besitzer/in, was treibt dieses Gefährt an.

Übrigens bei weitem nicht der einzige Unterschied zwischen einem Verbrenner und einer E-Maschine. Ersterer beginnt seine Arbeit immer mit einer Art Urknall. Wir nennen es zwar Verbrennung, aber eigentlich ist es doch eine Explosion, auf die wir beim Starten (bisweilen sehnsüchtig) warten.

Der Elektromotor tut das, was der Anlasser schon seit Ewigkeiten tut, er läuft ganz einfach an. Das ist ein nicht ganz unwichtiger Unterschied zwischen den beiden Prinzipien. Der Verbrenner produziert Drehmoment ab der ersten Sekunde seines Erwachens, der E-Motor tut das je nach Aufschaltung von Strom.

Und warum verspüren wir trotzdem so einen Tritt ins Kreuz, wenn E-Maschinen antreten? Das liegt beim Verbrenner an dessen Lethargie bei geringen Drehzahlen und bei E-Motoren an deren Steuerung und Übersetzung. Natürlich lässt es sich kein Hersteller nehmen, den Kunden dieses Erlebnis beim Durchtreten des Gaspedals als Verkaufsargument für E-Autos zu präsentieren.

Andererseits hat es aber auch schon Hersteller gegeben, die sich gezwungen sahen, das Drehmoment ihrer Motoren zu begrenzen. Die frühen Exemplare unseres heutigen Hyundai Kona hatten das Problem, dass auch in normalen Situationen bei Vollgas die Reifen durchdrehten.

Viel Strom auf einmal kommt offenbar einer Explosion recht nahe und die enorme Übersetzung der viel höheren Drehzahlen von E-Motoren tut ein Übriges. Trotzdem, es bleibt dabei, der Verbrenner kommt über seine momentane Kraft, die E-Maschine über die Drehzahl.

Und wie kommt das zustande? Überraschend einfach und wesentlich uniformer als beim Verbrenner. Irgendwie besteht der äußere feststehende Kranz (Stator) aus einer ganzen Anzahl von Elektromagneten, die von einer ausgeklügelten Starkstrom-Elektronik so geschaltet werden, dass ein umlaufender Magnetismus entsteht.

Und genau diesem Umlauf folgt dann die Walze (Rotor) aus Stahl und anderen Werkstoffen im Prinzip. Dabei muss hier eine Art dazu passender Magnetismus aufgebaut werden oder schon vorhanden sein. Bei dem zuletzt erwähnten Prinzip sind ganz einfach Dauermagneten in den Rotor integriert. Ist dies der Fall, dann folgt dieser ziemlich exakt.

Dauermagnete sind also, einmal aufmagnetisiert, in aller Regel ebenso lange Zeit lang wirksam, wie wir das von den meisten Magneten kennen, denen wir im Alltag begegnen. Daher wird dieser Elektromotor auch als permanent erregt bezeichnet. Die Kraft dieser Magnete kriegt der Hersteller zu spüren, der diese Rotoren bei kleinem Spaltmaß unfallfrei in den Stator einführen muss.

Da hier also schon eine vom Drehteil kommende Kraft dauerhaft vorhanden ist, hat diese Maschine die größte Leistungsdichte vor allen anderen, die wir noch erklären werden. Sie baut also klein und ist damit relativ leicht, ist zusätzlich auch noch recht effektiv. Das macht sie zum im Moment mit Abstand meistverwendeten E-Motor im Pkw-Bereich.

Allerdings kommen auch daher die Vorwürfe, nämlich die verwendeten seltenen Erden wie z.B. Neodym. Wenn man diesen Werkstoff mit anderen früherer Jahre vergleicht, entdeckt man die wesentlich stärkere Wirkung. Bei der Batterie werden problematische Werkstoffe, wie z.B. Cobalt, schon seit längerem langsam aussortiert.







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