Beim Gleichstrommotor entsteht das Drehmoment aus dem Zusammenspiel von Ankerstrom und magnetischem Feld. Wie dieses Feld erzeugt wird, unterscheidet die wichtigsten Bauarten.
Die wichtigsten Bauarten
| Bauart | Eigenschaft | Typischer Einsatz |
|---|---|---|
| Permanentmagnetmotor | Kompakt, kein Erregerstrom, gutes Verhalten bei kleinen und mittleren Leistungen. | Mobile Systeme, Pumpen, kompakte Stellantriebe |
| Nebenschlussmotor | Erregerwicklung parallel zum Anker; relativ konstante Drehzahl bei Laständerung. | Maschinenantriebe mit stabilem Drehzahlbedarf |
| Fremderregter Motor | Feld und Anker werden getrennt versorgt; großer Regelbereich und flexible Kennlinie. | Regelbare Industrie-, Prüfstands- und Sonderantriebe |
| Reihenschlussmotor | Sehr hohes Anlaufmoment; Drehzahl reagiert stark auf die Last. | Hub-, Zug- und kurzzeitig hoch belastete Antriebe |
| Doppelschlussmotor (Compound) | Kombiniert Reihen- und Nebenschlusswicklung; hohes Anlaufmoment wie Reihenschluss, aber ohne dessen Durchgehgefahr im Leerlauf. | Hebezeuge, Walzwerke, Kolbenpumpen |
Warum die Kennlinie den Unterschied macht
Permanentmagnet- und fremderregte Motoren haben ein weitgehend konstantes Erregerfeld – ihre Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie verläuft nahezu linear fallend: Mit steigender Last sinkt die Drehzahl nur moderat, was eine gut vorhersagbare Regelung ermöglicht. Beim Nebenschlussmotor liegt Erreger- und Ankerwicklung an derselben Spannungsquelle, parallel geschaltet; das Verhalten ähnelt dem fremderregten Motor, ist aber weniger flexibel regelbar, da sich Feld- und Ankerspannung nicht unabhängig einstellen lassen. Beim Reihenschlussmotor sind Feld- und Ankerwicklung dagegen in Reihe geschaltet: Sinkt die Last, sinkt auch der Strom durch die Feldwicklung, das Feld schwächt sich ab, und die Drehzahl steigt überproportional an. Das liefert das für Anfahr- und Zugantriebe geschätzte hohe Anlaufmoment, macht den Motor aber lastabhängig und ungeeignet für einen lastfreien Betrieb. Der Doppelschlussmotor verbindet beide Prinzipien: Eine Reihenschlusswicklung liefert das hohe Anlaufmoment, eine zusätzliche Nebenschlusswicklung begrenzt die Leerlaufdrehzahl und verhindert so das Durchgehen des Reihenschlussmotors.
Welche Bauart passt?
Entscheidend sind nicht nur Nennleistung und Spannung. Lastmoment, Drehzahlbereich, Einschaltdauer, Regelung, Bauraum und Umgebungsbedingungen müssen gemeinsam betrachtet werden. Permanentmagnetmotoren punkten bei kleiner bis mittlerer Leistung durch guten Wirkungsgrad, da für das Erregerfeld keine eigene Energie aufgewendet werden muss – der Drehzahlbereich lässt sich dafür nicht durch Feldschwächung erweitern. Welcher Magnetwerkstoff dabei zum Einsatz kommt, erklärt der Artikel Neodym vs. Samarium-Kobalt.
Benötigte Daten für die Auslegung
- Versorgungsspannung und gewünschter Drehzahlbereich
- Nenn-, Anlauf- und Spitzenmoment
- Betriebsart und Einschaltdauer
- Bauraum, Welle, Flansch und Schutzart
- Regelgerät, Bremse, Geber und weitere Schnittstellen
Häufige Fragen
Welche Gleichstrommotor-Art bietet den größten Regelbereich?
Ein fremderregter Gleichstrommotor bietet meist die größte Flexibilität, weil Ankerspannung und Erregerstrom unabhängig geregelt werden können.
Darf ein Reihenschlussmotor ohne Last laufen?
Nein. Ohne geeignete Last kann seine Drehzahl durch die Feldschwächung gefährlich ansteigen.
Welche Daten werden für die Auswahl benötigt?
Benötigt werden Spannung, Drehzahlbereich, Nenn- und Spitzenmoment, Betriebsart, Einbaumaße, Umgebung und Schnittstellen.