Leitfaden zu Wechselstrommotoren

Ein Wechselstrommotor, mitunter auch als „AC-Motor“ abgekürzt, ist ein gängiger Typ von Elektromotor, der mit Wechselstrom betrieben wird. Wie bei einem Großteil der Motoren, die in alltäglichen Industrieanwendungen (sowie in Eigenbauprojekten, Haushaltsgeräten, verschiedenen professionellen Gerätschaften und Verbrauchsgütern) vorkommen, lässt sich mit Wechselstrommotoren relativ effizient aus einem einfachen elektrischen Eingangssignal mechanische Energie erzeugen.

Wechselstrommotoren unterscheiden sich in mehreren zentralen Aspekten von vielen anderen Typen von Elektromotoren, einschließlich des etwas bekannteren Gleichstrommotors. Der wichtigste Aspekt ist, dass die effiziente Erzeugung mechanischer Energie in Wechselstrommotoren auf der Änderung der Stromrichtung innerhalb des Stromkreislaufs beruht. Dieser spezielle Vorgang wird in den folgenden Abschnitten dieses Leitfadens eingehender betrachtet.

Für Informationen zu Gleichstrommotoren empfehlen wir Ihnen unseren Ratgeber zu diesem Thema.

Wechselstrom (englisch „alternating current“, daher die Abkürzung „AC“) zeichnet sich dadurch aus, dass er seine Polung oder Flussrichtung im Stromkreis in regelmäßigen Intervallen wechselt. Die Änderung der Stromrichtung führt auch zu einer regelmäßigen Spannungsänderung im Wechselstromkreis. Im Unterschied dazu fließt der Strom in einem Gleichstromkreis nur in eine Richtung, weshalb die Spannung dort relativ konstant bleibt.

Wechselstromkreise benötigen für diese Änderung der Stromrichtung einen Wechselstromgenerator. Ein Wechselstromgenerator ist ein spezieller elektrischer Generator, bei dem ein elektromagnetisches Feld üblicherweise dadurch erzeugt wird, dass Strom durch einen beweglichen Schaft (Rotor) fließt, welcher sich um eine Reihe oder innerhalb einer Reihe feststehender Drahtspulen (Stator) dreht. Die Richtung oder Polung des entstehenden elektromagnetischen Feldes ändert sich durch die Drehbewegung des Rotors relativ zum Stator.

Da sich die Polung eines elektromagnetischen Felds, das durch die Drehung eines geladenen Rotors um eine feste Achse erzeugt wird, an bestimmten Punkten des Stators ändert, erfolgt der Wechsel der Stromrichtung in Wechselstrommotoren in regelmäßigen und vorhersagbaren Abständen. Man kann sich das Zusammenspiel von Wechselstromgenerator und Stromfluss in etwa wie bei einem Kolben vorstellen, der den Wasserfluss in einem Leitungssystem steuert. Dadurch, dass sich der Kolben regelmäßig vor und zurück bewegt, strömt auch das Wasser im Leitungssystem vor und zurück.

In einem typischen Gleichstrommotor leiten die Bürsten den Strom direkt von der Stromquelle zum Anker (dem stromerzeugenden Teil), weshalb diese Motoren im Englischen manchmal auch „conduction motor“ (Konduktions- oder Leitungsmotor) genannt werden.

Umgekehrt werden bestimmte bürstenlose Wechselstrommotoren als Induktionsmotoren bezeichnet, da die Wechselstromerzeugung aus einem elektromagnetischen Feld mittels Rotor und Stator auch als „(elektro)magnetische Induktion“ bekannt ist.

Auf dem heutigen Markt gibt es zahlreiche verschiedene Typen von Wechselstrommotoren, die alle leicht unterschiedliche Betriebseigenschaften und Leistungsmerkmale aufweisen. Zu den wichtigsten Spezifikationen, mit denen man sich vor dem Kauf vertraut machen sollte, gehören:

• die Art des Motors (z.B. bürstenlos oder Synchronstrom),
• Nennfrequenz,
• Max. Abtriebsdrehzahl und max. Abtriebsdrehmoment,
• Phasenzahl und -folge
  • Beschreibt die Methode der Wechselstromverteilung im Stromkreis und wirkt sich auf die Effizienz des Wechselstrommotors und die Gleichmäßigkeit der Leistungsabgabe bei einem bestimmten Stromverbrauch aus.
• Versorgungsspannung,
• Effizienzklasse,
• Umdrehung (rechtsdrehend, linksdrehend oder umschaltbar),
• Schaftlänge und -durchmesser,
• Anzahl der Pole.

Unabhängig von den vielen sonstigen Angaben, die sich in den Produktblättern mancher Hersteller finden, ist das wichtigste Unterscheidungsmerkmal der meisten Wechselstrommotorentypen die Bauweise des Rotors. Diese wirkt sich nämlich oft auf die praktischen Einsatzmöglichkeiten aus.

Wie bei allen Elektrobauteilen hängt die richtige Wahl auch beim Wechselstrommotor vom konkreten Anwendungsfall ab. Die unten stehenden Abschnitte enthalten einen Überblick über die gängigen Kategorien und Unterarten, die Ihnen beim Online-Kauf von Wechselstrommotoren begegnen können.