„Elektrische Maschine“ – Versionsunterschied

Eine Gliederung der rotierenden elektrischen Maschinen kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen, die Einteilungen sind in der Literatur nicht einheitlich und durch Überschneidungen geprägt. Die Klassifizierung kann nach der verwendeten Stromart wie Gleichstrom, Wechselstrom und Dreiphasenwechselstrom (ein mehrphasiger Wechselstrom, der durch entsprechende räumliche Wicklungsanordnung ein magnetisches Drehfeld erzeugt) erfolgen. Eine weitere Klassifizierung kann die Wirkungsweise der Maschine betreffen und zu einer Unterteilung in Kommutatormaschinen, Asynchronmaschinen und Synchronmaschinen führen. Jede dieser Gruppen teilt sich in verschiedene Bauformen von Maschinen, die in weitergehende Klassen eingeteilt werden.

In folgender Tabelle ist eine beispielhafte und nicht vollständige Klassifizierung nach Stromart in vertikaler Richtung und nach Wirkungsprinzip in horizontaler Richtung, samt Hinweis auf mögliche Einsatzbereiche, als einfacher Überblick zusammengestellt.^[1]

Asynchron- und Synchronmaschinen benötigen für ihren Motorbetrieb Mehrphasenwechselstrom bzw. erzeugen als Generator Mehrphasenwechselstrom. Üblicherweise ist dies Dreiphasenwechselstrom, der im Bereich des Rotors ein Drehfeld erzeugt. Daneben gibt es Drehfeldmaschinen, die beispielsweise mit Zweiphasenwechselstrom betrieben werden, dies ist bei manchen Schrittmotoren der Fall. Die Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer ist als Antrieb weit verbreitet, da kostengünstig herstellbar und wartungsarm. Kennzeichnend für die Asynchronmaschine ist der Schlupf, der bewirkt, dass sich der Rotor nicht mit der gleichen Umdrehungszahl wie das magnetische Drehfeld bewegt.

Die Gruppe der Synchronmaschinen ist durch eine starre Beziehung der Rotordrehung mit dem Drehfeld gekennzeichnet. Beispiele von Synchronmaschinen sind die Schenkelpolmaschinen, die sich in Innen- und Außenpolmaschinen aufgliedern, und die Vollpolmaschinen, die in Form von Turbogeneratoren im Kraftwerksbereich Einsatz finden. Zu den Synchronmaschinen zählen auch die Schrittmotoren und spezielle Ausführungen, wie der Lavet-Schrittmotor, und bürstenlose Gleichstrommotoren, wie es auch der Torquemotor darstellt. Bei diesen Synchronmotoren wird das Drehfeld mittels eines zusätzlich zum Motor nötigen Frequenzumrichters mit Vierquadrantensteller erzeugt. Bei kleineren Leistungen werden dazu Verfahren wie die Blockommutierung angewendet, bei größeren Leistungen wird mittels Verfahren wie der Vektorregelung und Raumzeigermodulation gearbeitet.

Darüber hinaus gibt es noch spezielle Drehfeldmaschinen, wie die Kaskadenmaschine, die beispielsweise als Generator in Windkraftanlagen Verwendung findet. Ein in der Nanotechnik eingesetzter Motor ist der Elektrostatikmotor.

Die Kommutatormotoren können mit Hilfe des Kommutators direkt an Gleichstrom oder einphasigen Wechselstrom betrieben werden. Beispiele von Kommutatormaschinen sind die Gleichstrommaschine und der Universalmotor, der mit Gleich- oder Wechselspannung betrieben werden kann. Die Gleichstrommaschinen unterteilen sich in Nebenschlussmaschine und Reihenschlussmaschine.

Darüber hinaus gibt es elektrische Maschinen mit nur eingeschränkten Anwendungsbereichen wie die Unipolarmaschine, die im Generatorbetrieb ohne Gleichrichtung direkt eine Gleichspannung liefert. Eine historische Bauform einer Unipolarmaschine stellt das Barlow-Rad dar. Darüber hinaus existieren aus dem Anfang der Elektrotechnik historische elektrische Maschinen, die wegen verschiedener Nachteile nur geringe oder keine Verbreitung gefunden habe

1. ↑ Rolf Fischer: Elektrische Maschinen. 14., aktualisierte und erweiterte Auflage. Hanser, München 2009, ISBN 978-3-446-41754-0, Kapitel 1: Allgemeine Grundlagen elektrischer Maschinen.