Elektromotoren 2

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Das wäre auch bei E-Motoren möglich, wenn man massenhaft zum Asynchronmotor überginge. Hier sucht man Magnete im Rotor vergebens. Aber baut denn dann der Rotor ebenfalls magnetische Kräfte auf?
Da kommt die vielleicht Ihnen aus der Physik bekannte Induktion ins Spiel, die Magnetismus vom Stator aus an den Rotor überträgt.
Schon seit ewigen Zeiten wird versucht, elektrische Energie über Schleifringe oder neuerdings sogar berührungslose Übertragung in den Rotor zu bringen. Ganz ohne ist der sogenannte Käfigläufer. Dabei ist der
Rotor längs von Kupferstäben durchzogen, die am Ende durch Kupferringe verbunden sind. Das alles zusammen bildet eine Art Käfig.
Die auf diese Art kurzgeschlossenen Kupferleitungen leiten den Strom viel besser als das sie umgebende ferromagnetische Material. Trotzdem kommt der Asynchronmotor in Effektivität und Leistungsfähigkeit
nicht an den Synchronmotor heran. Er baut bei gleicher Leistung schwerer und größer als dieser.
Durch die Magnetisierung durch den Stator läuft der Rotor dessen Änderungen der Magnetfelder immer ein wenig hinterher, was je nach Anforderung auch mehr werden kann. Irgendwann ist der Höhepunkt der
Anziehungskraft der Magnetfelder überschritten. Dann würde der Asynchronmotor einfach stehenbleiben.
Dies und auch eine zu starke Überhitzung zu verhindern, ist Sache der Motorsteuerung. Vorteilhaft eingesetzt wird der Asynchronmotor z.B. zusätzlich an der Vorderachse, wenn im Normalfall ein
Synchronmotor an der Hinterachse werkelt. Das ist natürlich auch umgekehrt möglich, kommt in der Praxis allerdings seltener vor.
Warum teilt man die Motoren so auf? Weil ein Asynchronmotor leichter abgeschaltet werden kann. Es sind in seinem Rotor halt keine Magnete vorhanden. Damit könnte nämlich, wenn der Synchronmotor im
Schiebebetrieb als Generator betrieben wird, Strom in den Stator induziert werden.
Größere Ströme ohne Überwachung können große Schäden anrichten. Auch die diversen Steuerungen bei einem E-Auto können teure Reparaturen nach sich ziehen und sind oft nicht in der Gewährleistung
von Batterien enthalten. Die Unwägbarkeiten von außerhalb angetriebenen Synchronmotoren sind mit ein Grund, warum E-Autos nicht abgeschleppt werden dürfen, zumindest nicht mit der Antriebsachse auf der
Straße.
Und dann kommt natürlich die Einfachheit hinzu hinsichtlich der Materialien, aus denen er zusammengesetzt ist. Kupfer muss sogar noch nicht einmal abgebaut werden, weil es z.T. schon seit Jahrhunderten
recycelt rotiert. Wer nicht zu kleine Mengen davon gezielt abgibt, kann dafür ein rundes Sümmchen erwarten.
Der Reluktanzmotor ist ja ein wenig schwieriger Geselle. Zum Antrieb eines Pkws gibt es ihn noch nicht wirklich. Tesla behauptet zwar, einen zu haben, aber bei genauerem Hinsehen entdeckt
man Dauermagneten im Rotor, was aber nicht mit der Definition eines Reluktanzmotors übereinstimmt. Also weder Kupfer noch Magnete darf ein solcher Motor enthalten.
In industrieller Fertigung gibt es ihn nur in geringeren Leistungsklassen als Stationärmotor z.B. von Siemens. Sein Stator besteht, wie bei allen modernen E-Motoren, wieder aus einem umlaufenden
Magnetfeld. Es wirkt auch diesmal auf den Rotor, der aber nur aus ferromagnetischem Material besteht, allerdings diesmal mit einer besonderen Formgebung.
Die Geometrie und die magnetischen Eigenschaften dieses Materials sind so gestaltet. Dabei wird die Reluktanz als der Widerstand für das Magnetfeld bezeichnet, durch magnetisches Material zu fließen,
nicht ganz unähnlich dem elektrischen Widerstand. Man steuert als z.B. durch Lücken im Material die Ausprägung der Magnetfelder.
Und weil man weiß, dass der Rotor immer eine Position aufsucht, in der die Reluktanz am geringsten ist, kann man ihn durch Änderung der äußeren Magnetfelder dazu bringen, sich zu drehen. Man kann sich
leicht vorstellen, dass bei dieser Motorart und verschiedenen Leistungen die Skalierung nicht einfach ist.
Reluktanzmotoren stellen hohe Anforderungen an die Steuerung. Ist die nicht (in langen Versuchsreihen) perfektioniert, kann es in bestimmten Drehzahlbereichen zu Einbrüchen z.B. gegenüber
Synchronmotoren kommen. Nur dann sind sie auch insgesamt effizient. Sie in dem großen Leistungsspektrum eines Kfz-Antriebs einsetzen zu wollen, stellt eine gehörige Herausforderung dar.
Bleiben noch die Motoren, bei denen Strom direkt in den Rotor geleitet wird. Geschieht das über Schleifringe, wie es durchaus bei E-Motoren für Fahrzeuge vorgekommen ist und vereinzelt noch kommt, dann
gelten sie eigentlich nicht mehr als wartungsfrei. Relativ neu ist der Versuch, z.B. durch Continental, den Strom ohne Reibung zu befördern.
Man darf vermuten, dass hier so eine Art induktives Laden stattfindet. An der Stelle, wo der Strom auf ein drehendes Teil übertragen werden soll, gibt es eine Leitung, die die zwei anderen innen und außen mit
sehr geringem Abstand umsäumt. Das Ganze findet dann auch noch im Innern der Rotorwelle statt, um Platz zu sparen. Günstig wäre es, hier nur geringe Leistungen zu übertragen, wie z.B. bei
Radnabenmotoren.
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