Elektromotoren – Betrieb von Industriekomponenten
Ein Elektromotor ist eine elektrische Maschine, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Die meisten Elektromotoren funktionieren durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld des Motors und dem elektrischen Strom in einer Wicklung, um eine Kraft in Form eines auf die Motorwelle ausgeübten Drehmoments zu erzeugen. Elektromotoren können durch Gleichstromquellen (DC) wie Batterien oder Gleichrichter oder durch Wechselstromquellen (AC) wie ein Stromnetz, Wechselrichter oder elektrische Generatoren angetrieben werden. Ein elektrischer Generator ist mechanisch identisch mit einem Elektromotor, arbeitet jedoch mit umgekehrtem Energiefluss und wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um.
Elektromotoren können nach Kriterien wie der Art der Stromquelle, dem inneren Aufbau, der Anwendung und der Art der Abtriebsbewegung klassifiziert werden. Zusätzlich zu den AC- und DC-Typen können Motoren bürstenbehaftet oder bürstenlos sein, unterschiedliche Phasen haben (siehe einphasig, zweiphasig oder dreiphasig) und luft- oder flüssigkeitsgekühlt sein. Allzweckmotoren mit standardisierten Abmessungen und Eigenschaften bieten praktische mechanische Leistung für den industriellen Einsatz. Die größten Elektromotoren werden für Schiffsantriebe, Pipeline-Kompression und Pumpspeicheranwendungen mit Nennleistungen von bis zu 100 Megawatt eingesetzt. Elektromotoren finden sich in Industrieventilatoren, Gebläsen und Pumpen, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräten, Elektrowerkzeugen und Plattenspielern. Kleine Motoren finden sich in elektrischen Uhren. In einigen Anwendungen, beispielsweise beim regenerativen Bremsen mit Traktionsmotoren, können Elektromotoren umgekehrt als Generatoren verwendet werden, um Energie zurückzugewinnen, die andernfalls in Form von Wärme und Reibung verloren gehen würde.
Elektromotoren erzeugen eine lineare oder rotierende Kraft (Drehmoment), die einen externen Mechanismus wie einen Ventilator oder einen Aufzug antreiben soll. Ein Elektromotor ist im Allgemeinen für eine kontinuierliche Rotation oder für eine lineare Bewegung über eine im Vergleich zu seiner Größe erhebliche Distanz ausgelegt. Magnetspulen sind ebenfalls Wandler, die elektrische Energie in mechanische Bewegung umwandeln, aber nur über eine begrenzte Distanz Bewegung erzeugen können.
Elektromotoren sind viel effizienter als die andere Hauptenergiequelle in Industrie und Transport, der Verbrennungsmotor (ICE); Elektromotoren haben typischerweise einen Wirkungsgrad von über 95 %, während MCIs deutlich unter 50 % liegen. Sie sind außerdem leicht, körperlich kleiner, mechanisch einfacher und kostengünstiger herzustellen, können bei jeder Geschwindigkeit ein sofortiges und konstantes Drehmoment liefern, können mit Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben werden und geben keinen Kohlenstoff in die Atmosphäre ab. Aus diesen Gründen ersetzen Elektromotoren Verbrennungsmotoren im Transportwesen und in der Industrie, obwohl ihr Einsatz in Fahrzeugen derzeit durch die hohen Kosten und das hohe Gewicht von Batterien begrenzt ist, die eine ausreichende Autonomie zwischen den Aufladungen bieten können.
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