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Wie funktioniert ein Motor?

Motorrotation durch Magnetkraft/magnetische Kraft

Das grundlegende Funktionsprinzip eines Motors ist wie folgt.

Um einen mit einer Drehachse versehenen Dauermagneten herum:

① drehen sich die äußeren Magnete (was als rotierendes Magnetfeld bezeichnet wird),② Der N- und S-Pol ziehen einander an und stoßen einander ab, ③ wodurch sich der Magnet mit der (zentralen) Drehachse dreht.

Grundlegendes Funktionsprinzip eines Motors

Alternativ baut sich durch Versorgung eines Leiters mit Strom ein Magnetfeld um den Leiter herum auf, wodurch ein rotierendes Magnetfeld erzeugt (magnetische Kraft). Damit wird derselbe Effekt erzielt wie mit einem rotierenden Magneten.

In diesem Fall wird der durch den Leiterdraht fließende Strom durch das Magnetfeld erzeugt.

Wickeln wir jedoch den Leiterdraht zu einer Spule, so wird die magnetische Kraft kombiniert und es entsteht, gleichzeitig mit den N- und S-Polen, ein großer magnetischer Fluss.

Die magnetische Kraft lässt sich durch Verwendung eines Eisenkerns weiter verstärken, um die magnetische Flussdichte zu erhöhen.

Der konkrete Motorbetrieb

Hier wird eine konkrete Methode gezeigt, wie ein Motor durch Erzeugung eines umlaufenden Magnetfeldes mittels 3-Phasen-Wechselstromquelle und Spulen zum Drehen gebracht wird.
(3-phasiger Wechselstrom ist ein Wechselstrom, dessen Phasen um 120° versetzt sind)

Stromänderung (Änderung der Stärke des Magnetfeldes)
  • Das synthetische Magnetfeld in ① oben ist in ① unten gezeigt
  • Das synthetische Magnetfeld in ② oben ist in ② unten gezeigt
  • Das synthetische Magnetfeld in ③ oben ist in ③ unten gezeigt
Ergebnisse aus dem obigen Diagramm

Wie oben gesagt sind die 3-phasigen Spulen (U, V und W) um einen Eisenkern herum gewickelt, in 120° Winkeln zueinander positioniert, wobei die höhere Spannung am N-Pol erzeugt wird und die niedrigere am S-Pol.
Da jede Phase sinusförmig schwankt, wird jeweils jeder von jeder Spule erzeugte Pol (N/S) fortlaufend zusammen mit dem Magnetfeld wechseln.
Blicken wir nur auf den N-Pol: Dieser wechselt die Phase wie folgt: von der U-Spule → V-Spule → W-Spule → U-Spule und ermöglicht so die Rotation.