Warum ist ein elektro motor, gleichzeitig auch ein generator?
Ein Elektromotor, fängt sich ja durch das Magnetfeld, das sich bildet sobald man strom auf den Elektromagneten gibt. Aber warum wirkt dann ein Generator, so dass der Elektromotor sozusagen umgedreht wird. Also was ich nicht verstehe ist, bildet sich denn auch ein Magnetfeld, sobald sich die Antriebsachse des "Elektromotors" dreht ?
6 Antworten
Ein elektrischer Motor ist im Prinzip genauso aufgebaut
wie ein Generator. In vielen Anwendungsfällen wird sogar dieselbe
Maschine mal als Generator, mal als Motor verwendet. Der Unterschied liegt
in der Richtung der Energieumwandlung: Beim Generator wird der Rotor mechanisch
angetrieben und erzeugt dadurch in den Wicklungen des Ständers elektrische
Energie. Beim Motor wird dieselbe Maschine mit elektrischer Energie beschickt
und erzeugt dadurch mechanische Energie.
Die Umkehrbarkeit des Prinzips macht man sich beispielsweise
in Pumpspeicherkraftwerken zunutze, wo die Turbinensätze wahlweise
im Generatorbetrieb (zur Stromerzeugung) und im Motorbetrieb (zum Hochpumpen
des Wassers) eingesetzt werden. Bei netzgekoppelten Windkraftanlagen kann
der Generator im Motorbetrieb als Anlaufhilfe verwendet werden. Bei Elektroautos
und elektrischen Zügen (z.B. ICE) werden die Fahrmotoren auf Generatorbetrieb
umgestellt, um Bremsvorgänge mit Energiegewinnung zu verbinden: Die
Fahrmotoren treiben dann nicht mehr an, sondern werden ihrerseits von der
Bewegungsenergie des Fahrzeugs angetrieben. Die Folge ist eine Bremswirkung.
Der beim Bremsen erzeugte Strom wird in die Batterie bzw. Fahrleitung zurückgespeist.
Gleichzeitig nicht, aber gleichermaßen. Das ist wie mit einer Wasserturbine; wenn man die mit umgekehrter Laufrichtung antreibt, dann wird sie zu einer Pumpe!
Beim Motor entsteht die Bewegung durch dadurch, dass sich magnetische Felder abstoßen bzw. anziehen.
Ein Magnetfeld kann dabei durch einen Dauermagneten, das andere durch einen Elektromagneten gebildet werden.
Der Dauermagnet kann auch durch einen, von einer Batterie gespeisten, Elektromagneten ersetzt werden.
Eine Bewegung würde enden, wenn die Magnete "aneinander kleben" oder so weit weg sind, dass die Magnetkraft sehr gering wird.
Um so ein "kleben" zu verhindern muss sich mindestens ein Magnetfeld ständig ändern. Das kann durch das Anlegen einer Wechselspannung oder durch mehrere Spulen und Polwender erfolgen.
Beim Generator entstehen die Änderungen durch die Drehbewegung, hervorgerufen durch eine äußere Kraft.
Auch hier kann ein Feld durch einen Dauermagneten erzeugt werden (Fahrrad-Dynamo). Mit einem Elektromagneten geht das nur, wenn eine Batterie ( oder andere Quelle) vorhanden ist.
Da in den Generatoren Eisen vorhanden ist, kommt es dazu, dass sich dieses Eisen auch leicht magnetisieren lässt. Ein Generator bei dem kein großer Magnet eingebaut ist, wird dadurch trotzdem (wenn auch wenig) Strom erzeugen können. Der reicht dann u.U. aus, um den Elektromagneten zu speisen und dort ein größeres Magnetfeld aufzubauen. Einmal in Gang gekommen, liefert der Generator Strom, ohne dass eine Batterie vorhanden ist.
Also was ich nicht verstehe ist, bildet sich denn auch ein Magnetfeld, sobald sich die Antriebsachse des "Elektromotors" dreht ?
Das Magnetfeld bildet sich also nicht durch das Drehen an sich. Das ist dann die Besonderheit des magnetischen Verhaltens von Eisen und der Rückführung des erzeugten Stroms.
Die Anfangsphase ist dabei aber u.U. nicht stabil. Beim Anlaufen darf der Strom nicht schon durch angeschaltete "dicke" Verbraucher verbraucht werden.
Nein als Generator kannst du nur Elektromotoren betreiben, die bereits erregt sind, wo also entweder durch einen eingeschalteten Elektromagneten oder durch einen Dauermagneten ein Magnetfeld erzeugt wird.
Btw der Motor selbst braucht mehr oder weniger 2 Magnetfelder, ein sogenanntes Erregerfeld und ein "Arbeitsfeld", bei einem Permanenterregten Gleichstrommotor ist es so, dass zB der Ständer aus Dauermagneten besteht und wenn im Rotor Strom fließt, dann ergibt sich dadurch eine abstoßende Kraft zwischen den Nordpolen des Ständers und des Stators (deswegen brauchst du ja auch den Kommutator).
Man kann das ganze natürlich auch über die Lorentzkraft erklären wobei aber beides das selbe Phänomen beschreibt.
Du kannst zB keinen idealen Nebenschlussmotor als Generator betreiben, weil der von alleine kein Erregerfeld aufbauen kann, in der Praxis ist es aber so dass das Eisen eine gewisse Remanenz aufweist, es ist also leicht magnetisiert, dieses Feld reicht dann damit der Nebenschlussmotor auch als Generator eingesetzt werden kann.
Weil der Nebenschlussmotor als Generator aber ziemlich instabil ist, findet man die Beschaltung eher selten.
Je nach Aufbau des Elektromotors/Generators erzeugt er sein eigenes Magnetfeld oder es muss mir einer Fremdspannung zugeführt werden. Zum Beispiel bei Fahrraddynamo sind Permanentmagneten eingebaut die das Magnetfeld für die Stromerzeugung liefern.