Bei DC Motoren handelt es sich um sogenannte Gleichstrom- oder Kommutatormotoren. Es sind daher elektrische Maschinen, die mit Gleichstrom betrieben werden und sich fortwährend um die eigene Achse drehen. Auf diese Weise erzeugen sie mechanische Energie, die auf vielfältige Weise genutzt werden kann. Heute nutzen zahlreiche Hersteller DC Motoren in nahezu jedem Bereich.
Sie zeichnen sich nicht nur durch eine besonders hohe Energieeffizienz aus, sondern sind ebenfalls leicht zu montieren. Das macht sie zu einem idealen Bauteil für kleinere Geräte und grosse Maschinen. Nachfolgend erfahren Sie, welche Arten von Gleichstrommotoren unterschieden werden und wie diese funktionieren.
Die wichtigsten Arten von DC Motoren
Auf dem Markt sind zahlreiche unterschiedliche Gleichstrommotoren erhältlich. Die besten Ergebnisse erzielen jedoch noch immer die permanenterregten sowie die elektrisch erregten Maschinen. Darüber hinaus werden nur in Ausnahmesituationen spezielle Bauformen mit einzigartigen Effekten verwendet.
Der Grundaufbau der Geräte ist in jedem Fall identisch. Sie verfügen über einen mechanischen Wechselrichter, der als Kommutator bezeichnet wird. Dieser erzeugt im Inneren des Motors einen drehzahlabhängigen Wechselstrom, der den Rotor betreibt. Lediglich in Unipolarmaschinen kann der Gleichstrom auch ohne die Verwendung eines Kommutators erzeugt werden.
Permanenterregter Gleichstrommotor
In der Praxis ist vor allem der permanenterregte Gleichstrommotor häufig anzutreffen. Er befindet sich in kleineren Geräten sowie Spielzeug und Fahrrädern. In diesen wird das Stator-Magnetfeld durch Permanentmagnete erzeugt. Grundsätzlich können auch starke Magnete für den Bau grösserer Motoren verwendet werden. Die Kosten dieser Bauteile liegen jedoch deutlich über denen einer Erregerwicklung.
Ebenso wie fremderregte Maschinen haben auch die permanenterregten Motoren einen sehr hohen Einschaltstrom. Darüber hinaus besteht ihr grösster Vorteil darin, dass keine Energie benötigt wird, um das Magnetfeld zu erzeugen. Dadurch kommt es zu einem hohen Wirkungsgrad bei leicht verringerter Gesamtleistung. Gleichzeitig ist die Drehzahl der Motoren weniger variabel, da das magnetische Feld nicht geschwächt werden kann.
Elektrisch erregte Motoren
Von elektrischer Erregung spricht man immer dann, wenn das Statorfeld durch einen Elektromagneten erzeugt wird. Hierbei wird zwischen Fremd- und Selbsterregung unterschieden. Die Art der Erregung ist immer von ihrer Ursache abhängig. Geht sie von einer Quelle aus, die nicht vom Ankerstromkreis abhängig ist, handelt es sich um eine Fremderregung. Diese tritt vor allem bei Hauptschlussmaschinen auf. Dort sind die Ankerwicklung sowie die Erregerwicklung in Reihe geschaltet. Ausserdem muss der Eisenkern des Stators immer aus einem Blechpaket bestehen, um gefährliche Wirbelströme zu vermeiden.
Zusätzlich werden auch sogenannte Nebenschlussmaschinen unterschieden. In diesen Motoren sind die Anker- sowie die Erregerwicklung parallelgeschaltet. Da der Strom zu weit nacheilen würde, ist in diesen Geräten kein Wechselstrom möglich. Dabei entsteht jedoch der Vorteil, dass die Drehzahl grosser Maschinen nahezu unabhängig vom Drehmoment ist. Aus diesem Grund eignen sich DC Motoren sehr gut für Anwendungen, in denen das Lastmoment schwankt und die Drehzahl konstant bleiben soll.