Elektromotoren

Zur Unterscheidung von Elektromotoren gibt es fünf Kriterien:


  • das Frequenzverhalten,
  • die Wechselfelderzeugung (Kommutierung),
  • die Magnetfelderregung,
  • die Bauform und
  • die Magnetfeldrichtung relativ zur Drehachse.

Je nach Frequenzverhalten spricht man von

Asynchronmotoren

Das Verhältnis der Motorendrehzahl zu der Frequenz der Versorgungsspannung ist nicht konstant, sondern vom Belastungszustand der Maschine abhängig. Je höher die Belastung, desto höher ist die Drehzahldifferenz - der so genannte „Schlupf“, d.h. eine vorgegebene Propellerdrehzahl wird bei höheren Strömungswiderständen nicht aufrechterhalten. Schub steht also genau dann nicht zur Verfügung, wenn er besonders gebraucht wird.

Synchronmotoren

Bei diesem Typ ist das Verhältnis der Versorgungsspannungsfrequenz zur Motorendrehzahl konstant. In der Regel sind Synchronmotoren drehmomentgesteuert. Sie ziehen also immer genau so viel Strom, wie sie benötigen, um bei der gewünschten Drehzahl das notwendige Drehmoment bereitzustellen. Aus diesem Grund werden sie bevorzugt in Bereichen mit besonders anspruchsvollen Drehmomentanforderungen eingesetzt. Benötigt der Motor mehr Leistung, um eine vorgegebene Propellerdrehzahl aufrechtzuerhalten, so zieht der Motor automatisch mehr Strom.

>> Bei Torqeedo Motoren handelt es sich immer um Synchronmotoren.

Je nach Art der Wechselfelderzeugung (Kommutierung) unterscheidet man Elektromotoren in

Mechanisch kommutierte Motoren

Die Bürsten behafteten Motoren erzeugen das für den Motorenlauf notwendige Wechselfeld durch Schleifkontakte. Diese „Bürsten“ schalten auf Grund ihrer geometrischen Anordnung je nach Rotorstellung den Strom um. Ein Manko dieser Motoren liegt im Verschleiß der Bürsten, der die Motoren wartungsintensiv macht. Der Kontaktwiderstand erzeugt außerdem so genannte Bürstenverluste, die den Wirkungsgrad des Motors schmälern.

Elektronisch kommutierte Motoren

Sie erzeugen das für den Motorenlauf notwendige Wechselfeld über eine elektronische Schaltung, den so genannten „Frequenzumrichter“. So entstehen keine Bürstenverluste und die Motoren sind wartungsfrei. Erst seit einigen Jahren ermöglichen enorme Fortschritte im Bereich der elektronischen Leistungsbauteile und der Schaltungsentwicklung die Herstellung dieser Hochleistungsmotoren zu einem marktfähigen Preis.

>> Bei Torqeedo Motoren handelt es sich immer um elektronisch kommutierte Motoren mit maßgeschneiderter Leistungselektronik.

Je nach Art der Magnetfelderzeugung werden Elektromotoren unterteilt in

Elektromagnetisch erregte Motoren

Dieser Typ stellt das notwenige Magnetfeld durch ein zweites Spulenfeld zur Verfügung. Dadurch ist er zwar preisgünstig, allerdings auch deutlich voluminöser und schwerer als der Permanentmagnet erregte Motor, hinter dem er auch in Sachen Stromverbrauch und Wirkungsgrad deutlich zurückbleibt.

Permanentmagnet erregte Motoren

Hier erzeugen Permanentmagneten das notwendige Magnetfeld. Dadurch entfallen die Verlustleistungen in den Erregerspulen.

>> Bei Torqeedo Motoren handelt es sich immer um Permanentmagnet erregte Motoren.

Abhängig von der Bauform spricht man bei Elektromotoren vom

  • Innenläufer:
    In dieser klassischen Bauform des Elektromotors wird der Rotor vom Stator (oder „Ständer“) umschlossen. Der Rotor ist der sich drehende, mit der Motorwelle verbundene Motorenteil und wird auch „Läufer“ oder „Anker“ genannt. Da die Spulen beim Innenläufer außen liegen, hat der Motor Vorteile bei der Kühlung. Im Vergleich zu anderen Bauformen ist er allerdings relativ drehmomentschwach.
  • Scheibenläufer:
    Er erzeugt das Drehmoment (= Kraft mal Hebel), indem er die Achse des Magnetfeldes nicht radial sondern parallel zur Welle anordnet. Dadurch lassen sich Geometrien realisieren, bei denen der Ort der elektromagnetischen Krafterzeugung weit von der Achse entfernt liegt. So wird bei gleicher Kraft ein höheres Drehmoment erzielt. Nachteilig wirkt sich die Scheibenläufergeometrie bei Außenbordmotoren mit direkter Wasserkühlung aus. Wegen ihres sehr großen Durchmessers kann man Scheibenläufermotoren nicht direkt in einen Pylon einbauen.
  • Außenläufer:
    Dies ist die modernste Motorenbauform: Die Spulen sind innen angeordnet. Die rotierenden Magnete liegen auf einer außen laufenden Glocke. So erreichen Außenläufer bei gleicher Baugröße ein deutlich höheres Drehmoment als Innenläufer.

>> Bei Torqeedo Motoren handelt es sich typischerweise um Außenläufer.

Abhängig von der Richtung des Magnetfeldes zur Drehachse spricht man von

Radialflussmotoren

Hier steht das Magnetfeld senkrecht zur Drehachse. Die Drehbewegung kommt durch einen lateralen (Drehwinkel-) Versatz zwischen Stator und Rotor zustande.

Transversalflussmotoren

Das Magnetfeld zeigt im Wesentlichen parallel zur Drehachse. Die Drehbewegung kommt auch hier durch einen lateralen (Drehwinkel-) Versatz zwischen Stator und Rotor zustande. Transversalflussmotoren benötigen eine 3-dimensionale Flussführung und sind deshalb komplex.

>> Bei Torqeedo Motoren handelt es sich typischerweise um Radialflussmotoren.