Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in eine rotierende Bewegung um. Diese Rotation treibt Maschinen, Geräte oder Achsen an. Die grundlegende Technik basiert auf dem Zusammenspiel von Strom und Magnetismus: Wird eine Spule mit Strom versorgt, erzeugt sie ein Magnetfeld, das auf einen Rotor wirkt – dieser beginnt sich zu drehen.
Elektromotoren arbeiten zuverlässig, effizient und lassen sich in vielen Größen und Varianten herstellen. Sie sind heute aus Industrie, Haushalt, Verkehr und Handwerk nicht mehr wegzudenken.
Funktionsweise eines Elektromotors
In jedem Elektromotor wirkt die sogenannte Lorentzkraft. Sie entsteht, wenn ein elektrischer Leiter im Magnetfeld steht und Strom fließt. Diese Kraft erzeugt ein Drehmoment, das den Rotor in Bewegung versetzt.
Dabei unterscheidet man grundlegend zwischen Gleichstrom- und Wechselstrommotoren. Diese beiden Gruppen teilen sich nochmals in mehrere Untertypen auf, die sich in Bauweise, Steuerung und Einsatzgebiet unterscheiden.
Gleichstrommotoren (DC-Motoren)
Gleichstrommotoren arbeiten mit einer konstanten Spannung, zum Beispiel aus Batterien, Netzteilen oder geregelten Stromquellen. Die Drehbewegung entsteht durch elektromagnetische Kräfte zwischen dem Rotor und einem stationären Magnetfeld.
Es gibt zwei Haupttypen:
Bürstenbehafteter DC-Motor
Dieser klassische Motor nutzt Schleifkontakte (Bürsten) und einen Kommutator, um die Polung der Spulen im Rotor zu wechseln. Dadurch entsteht eine dauerhafte Rotation.
Typische Einsatzzwecke:
– Akkuschrauber
– Spielzeuge
– Fensterheber im Auto
– einfache Förderanlagen
Bürstenloser DC-Motor (BLDC)
Hier erfolgt die Kommutierung elektronisch, also ohne mechanische Kontakte. Das verbessert die Lebensdauer und verringert die Wartung. Der Rotor besteht meist aus Permanentmagneten, die Statoren werden aktiv angesteuert.
Typische Einsatzzwecke:
– Lüfter und Pumpen
– Drohnen und Modellflugzeuge
– medizinische Geräte
– 3D-Drucker mit hoher Präzision
DC-Motoren sind leicht zu steuern, haben ein gutes Anlaufverhalten und bieten oft ein hohes Anlaufmoment. Allerdings sind gebürstete Varianten wartungsanfällig und weniger langlebig.
Wechselstrommotoren (AC-Motoren)
Wechselstrommotoren arbeiten mit Netzspannung – je nach Land mit 230 V (einphasig) oder 400 V (dreiphasig). Durch rotierende Magnetfelder im Stator wird der Rotor in Bewegung versetzt. Hier sind drei Bauarten wichtig:
Asynchronmotor (Käfigläufermotor)
Dieser robuste Motortyp nutzt einen kurzgeschlossenen Rotor. Er läuft immer etwas langsamer als das Magnetfeld im Stator – daher der Name „asynchron“.
Typische Einsatzzwecke:
– Lüftungs- und Klimaanlagen
– Pumpen in der Industrie
– Transportbänder
– Kompressoren
Synchronmotor
Hier läuft der Rotor synchron zum Magnetfeld. Entweder erzeugt er das Feld selbst (über Permanentmagnete) oder durch einen separaten Erregerstrom.
Typische Einsatzzwecke:
– moderne Werkzeugmaschinen
– Verpackungstechnik
– präzise Wickel- und Schneidanlagen
Einphasenmotor
Ein kompakter Motor für Haushalts- und Kleingeräte. Er startet oft über einen Kondensator und liefert moderate Leistung.
Typische Einsatzzwecke:
– Küchengeräte
– kleinere Pumpen
– Belüftungssysteme im Gebäude
AC-Motoren sind langlebig und wartungsarm. Ihre Regelung ist jedoch komplexer, vor allem bei variabler Drehzahl oder Positionierung.
Schrittmotor
Der Schrittmotor gehört technisch zu den Synchronmaschinen. Er bewegt sich nicht durchgängig, sondern in definierten Winkelschritten. Jeder Impuls der Steuerung erzeugt einen kleinen Drehwinkel. Dadurch kann die Bewegung gezielt „abgezählt“ werden – auch ohne Sensor.
Typische Einsatzzwecke:
– 3D-Drucker (z. B. für X-, Y- und Z-Achsen)
– Positioniersysteme in Maschinen
– Etikettier- und Abfüllanlagen
– Laborautomation
Schrittmotoren sind ideal für mittlere Drehmomente und einfache Positionieraufgaben. In Kombination mit einem Encoder entsteht ein Closed-Loop-System mit hoher Genauigkeit.
Servomotor
Ein Servomotor ist eine Kombination aus Motor, Sensorik und Regelung. Durch Rückmeldung der tatsächlichen Position (z. B. über Encoder) kann das System exakt auf Abweichungen reagieren – und Bewegungen dynamisch korrigieren.
Typische Einsatzzwecke:
– Roboterachsen
– Fräs- und Lasersysteme
– Hochgeschwindigkeits-Verpackungsmaschinen
– Werkzeugmaschinen mit hoher Präzision
Servoantriebe sind sehr präzise und dynamisch, aber auch aufwendig und teuer in der Anschaffung.
Elektromotor: Unterschiede auf einen Blick
- DC-Motoren: gut regelbar, aber verschleißanfällig (bei Bürsten)
- AC-Motoren: robust, langlebig, weniger präzise ohne Zusatztechnik
- Schrittmotoren: ideal für einfache, exakte Positionierungen
- Servomotoren: höchste Genauigkeit bei komplexen Bewegungen
- BLDC: effizient, wartungsfrei und für dauerhaften Betrieb geeignet
Die Wahl hängt vom Einsatzzweck, der Belastung, der gewünschten Regelung und den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen ab.
iseCONTROL – die passende Steuerung für Elektromotoren
iseCONTROL wurde für industrielle Anwendungen mit Schrittmotoren entwickelt. Die Steuerung unterstützt Mikroschrittbetrieb, Encoder-Anbindung sowie die Kommunikation über PROFINET und PROFIBUS. Sie ermöglicht präzise Bewegungen – ohne die Komplexität klassischer Servosysteme.
Durch flexible Konfigurationen eignet sich iseCONTROL für viele Maschinenkonzepte – besonders in Serienmaschinen, bei denen kompakte Bauweise, Zuverlässigkeit und einfache Inbetriebnahme entscheidend sind.
Fazit
Ein Elektromotor ist eine Kernkomponente moderner Technik. Er bewegt Maschinen, Geräte und ganze Produktionsanlagen – zuverlässig, effizient und wartungsarm.
Es gibt viele Varianten, vom einfachen DC-Motor über AC-Maschinen bis hin zu hochpräzisen Servoantrieben. Jede Bauform hat ihren idealen Einsatzbereich – und mit einer passenden Steuerung wie iseCONTROL lässt sich daraus eine intelligente Lösung entwickeln.
Elektromotoren bringen Technik in Bewegung. Und wer diese Bewegung steuern will, braucht das passende Wissen – und das richtige System.
