Elektromotor 62)
Elektromotor-Glossar-Blog Induktionsmotor

Wie funktioniert ein Induktionsmotor?

Erfahren Sie alles über das Prinzip der
Induktion, die Rolle des Luftspalts und

die Motorentypen.

Der Induktionsmotor bildet das Rückgrat der modernen
Antriebstechnik. Über die elektromagnetische

Induktion wird die Energie kontaktlos vom

Stator auf den Rotor übertragen.

Wir erklären das Prinzip, die Bedeutung des Luftspalts

und die wesentlichen Bauformen.

Elektromotor 62) Elektromotor-Glossar-Blog Induktionsmotor

Der Induktionsmotor verdankt seinen Namen dem grundlegenden physikalischen
Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Durch das Wechselspiel von elektrischem
Strom und magnetischen Feldern wird im Inneren der Maschine eine stetige
Drehbewegung erzeugt.


Das Induktionsprinzip bei verschiedenen Motorentypen

Sowohl klassische Drehstrommotoren als auch Einphasen-Wechselstrommotoren
(Kondensatormotoren) basieren auf der Induktion. Das im feststehenden Stator
erzeugte Magnetfeld induziert eine Spannung im rotierenden Läufer (Rotor),
wodurch dort ein eigener Stromfluss entsteht. Die Wechselwirkung beider
Magnetfelder versetzt den Rotor schließlich in Rotation.

Neben den Standardausführungen nutzen auch viele Sonderformen dieses Prinzip,
darunter Spaltpolmotoren, Reluktanzmotoren oder Repulsionsmotoren.

Demgegenüber stehen Motoren mit Permanentmagneten (beispielsweise aus Seltenen
Erden), wie sie bei modernen Permanentmagnet-Synchronmotoren vorkommen. Bei
Gleichstrommotoren existieren zudem Mischformen, bei denen Permanentmagnete im
Stator verbaut sind, die Kraftübertragung auf den gewickelten Anker jedoch
weiterhin elektro-magnetisch erfolgt.


Die kritische Rolle des Luftspalts

Für das Funktionieren des Induktionsmotors muss das Magnetfeld den physikalischen
Zwischenraum zwischen den Statorblechen und den Rotorblechen überspringen.
Diesen Zwischenraum nennt man Luftspalt.

Aus magnetischer Sicht stellt Luft einen hohen Widerstand dar:
- Ein minimaler Luftspalt sorgt für eine hervorragende Feldübertragung und einen
hohen Wirkungsgrad.
- Ein zu großer Luftspalt schwächt die Induktivität drastisch ab, bis keine
Kraftübertragung mehr stattfindet.

In der Praxis wird der Luftspalt daher so klein wie technisch möglich
gehalten – oft liegt er nur im Bereich weniger Zehntelmillimeter.


Fertigungstoleranzen und Rundlauf

Der Gestaltung des Luftspalts sind jedoch mechanische Grenzen gesetzt.
Materialtoleranzen der Blechpakete, minimale Fertigungsabweichungen beim
Stator sowie die Rundlauftoleranz und Schwingungen des Rotors erfordern einen
Sicherheitsabstand. Der Rotor muss sich jederzeit frei drehen können, ohne am
Stator zu streifen. Die präzise Abstimmung der Luftspaltinduktion gehört daher
zu den Kernaufgaben bei der Auslegung hochwertiger Motoren.


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Eine präzise Mechanik und ein sauber abgestimmter Luftspalt sind entscheidend,
damit ein Induktionsmotor seine volle Leistung erbringt und nicht unnötig
überhitzt. Bei Instandsetzungen und Neuwicklungen achtet AQ Pluss Motoren stets
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Induktionsmotor, wie der Name sagt, wird durch Induktion (Strom-Magnetfeld-Übertragung) – Magnetfeld Strom, die Drehbewegung eines Induktionsmotors erzeugt oder erreicht. In den Erläuterungen von Drehstrommotor und Gleichstrommotor haben wir das schon erläutert. Es sind beides Induktionsmotoren, ob Gleichstrom (Gleichstrommotor), Einphasenwechselstrom (Kondensatormotor), Drehstrom (Drehstrommotor), alle beruhen auf dem Funktionsprinzip der Induktion. Natürlich gibt es auch Ausnahmen von E-Motoren, die ohne Induktion laufen, das sind die Strommotoren, die haben nämlich auf den Rotorblechen Dauermagnete (Seltene Erden Materialien).

Eine Mischform sind die DC (Gleichstrommotoren) mit Permanentmagneten, hier aber das Feld (der Stator oder Ständer) hat die Magnete drinnen. Aber auch da Induktion – mit dem gewickelten Anker agierend. Alle anderen E-Motoren sind Mischformen oder auf dem Induktionsprinzip aufbauend andere Sorten von E-Motoren. Beispiel Spaltpolmotor oder Reluktanzmotor, Repulsionsmotor, Synchronmotor usw. Ohne das E vor dem Motor sind die ohne Induktion, ohne Strom, z. B. Verbrennungsmotoren oder auch Sterlingmotoren, Hydraulikmotoren oder Druckluftmotoren.

Zurück zur Induktion. Der Übertrag Magnetfeld / Statorbleche zu Magnetfeld / Rotorbleche muss über einen kleinen Luftspalt. So eine Unterbrechung mögen Magnetfeldlinien überhaupt nicht. Zwischenraum 0, okay, gute Übertragung, Ausdehnung des Zwischenraums der Induktivität (Feldlinien des Magneten-Blechpakets), auf immer mehr Abstand, bis Übertragung der Feldlinien 0, keine Übertragung, Induktion 0.

Deshalb versucht man, den Luftspalt zwischen Stator-Blechpaket und Rotor-Blechpaket so klein wie möglich zu machen, aber drehen muss er sich noch. Die Werte liegen im Zehntelbereich, man darf nicht vergessen, dass der Rotor (Rotorbleche) nicht 100 % rund läuft. Statorbleche und Rotorbleche haben beide Materialtoleranzen. Materialtoleranzen und Rotorschwingungen (Rundlauftoleranz) beeinflussen also die Induktion im Luftspalt, das bedeutet, es gibt eine Luftspaltinduktion, die für bestimmte Motoreneinsätze bekannt (werden gemessen) sein müssen. Hier kommen wir zu weit in die Physik bzw. Elektrotechnik, das braucht der Anwender nicht. Hier nur mal zur Kenntnis nehmen, wegen der Einflüsse, das genügt.

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