Sep 24 2013

Kickstarter: Skateboard mit Elektromotor ausstatten


Die Ideen rund um die Elektromotoren sind noch lange nicht am Ende, sehen wir am folgendem Kickstarterprojekt. Da kann man momentan für ein Projekt spenden, für die Entwickelung eines Kits um ein Skateboard schnell mit einem Elektromotor auszustatten.

Kickstarter

Kickr (Bild: Kickstarter

Kickr (Bild: Kickstarter

Was nun ist aber Kickstarter? Kickstarter ist eine Crowdfunding-Plattform, übersetzt heißt das, dass Menschen ihre Projekte vorstellen können, um dafür für Spenden zu bitten. Die Projekte müssen nicht irgendein bestimmtes Thema besitzen. Die Entwickler geben ein Ziel an, welches erreicht werden muss, kann dabei aber auch weit rüber gespendet werden. Spenden kann man meist schon ab einem Euro oder Dollar, und die Entwickler können bei bestimmten Summen Benefits anbieten. Das kann z. B. eine unterschriebene limitierte Version vom Produkt sein.

Das Projekt

Die Entwickler wollen ein System entwickeln, um schnell einen Elektromotor an einem Longboard anzubauen. Der An- und Abbau soll ca. eine Minute dauern und wird prinzipiell nur drunter angeschnallt. Das Prinzip funktioniert, wie man im Video bei Kickstarter sehen kann. Und wie heißt dieses neuartige System? Es soll Kickr heißen. Der Spendenaufruf dauert noch bis zum 23.10.2013. Dabei sind von den geforderten 15.000 $ schon 13.456 $ gesammelt. Da kann man schon von Erfolg sprechen.

Spezifikation

Das umgebaute Skateboard soll dann 32 km/h schaffen. Der Lithium-Ion-Akku liefert dabei 1100 Watt und braucht 2 Stunden zum aufladen. Die maximale Reichweite beträgt knapp 10km. Kickr wiegt dabei 2,3 KG. Die Geschwindigkeit kann man mit dem Fuß auf dem Gaspedal bestimmen.

Das Spenden

Um ein Kickr zu ergattern, muss man mindestens 125 $ spenden. Das entspricht momentan knapp 93 €. Dies muss später nicht zwingend der Verkaufspreis sein, der kann nämlich höher oder sogar niedriger liegen.

Aufruf

Ihr kennt skurrile Projekte mit dem Thema Elektromotor? Vielleicht habt ihr selber nur eine Idee? Postet es in den Kommentaren. Vielleicht könnte das DerElektromotor.de-Team etwas erfinden :D


Jul 6 2013

Die Geschichte des Elektromotors


Die Geschichte des Elektromotors begann im Jahr 1820. Der Däne Hans Christian Ørsted ebnete die Grundlage für die Entwicklung des Elektromotors. Ørsted entdeckte, dass sich ein Magnetfeld um stromdurchflossene Leiter bildet. Die Lorbeeren heimste im gleichen Jahr der Physiker Michael Faraday ein. Der Engländer entwickelte den ersten Elektromotor. In seiner Arbeit über „elektromagnetische Rotation” zeigt er Folgendes auf: Wickelt man einen Draht auf eine Spule auf lässt durch diesen Strom fließen, verstärken sich die einzelnen Magnetfeldlinien. Dadurch herrscht in der Spule ein homogenes Feld, das abhängig ist von der Stromstärke. Der Elektromagnetismus ist alles entscheidend für den Elektromotor.

Jedlik_motor

© http://www.jedliktarsasag.hu/

Die folgenden Jahre

In den nächsten Jahren versuchten sich immer wieder junge Menschen an der Weiterentwicklung des E-Motors. Elektrische Energie konnte mit Hilfe von kleinen Maschinen immer häufiger in mechanische Energie umgewandelt werden. Der technische Nutzen wurde jedoch zu dieser Zeit noch nicht erreicht. Dies gelang erst 1834 Hermann Jacobi in Potsdam. Der von ihm entwickelte E-Motor verfügte über eine Leistung von 220 Watt. Vier Jahre später trieb der Motor sogar ein mit sechs Männern bestücktes Boot an. Eine wahre Sternstunde für den Elektromotor. Eine weiteres Highlight für den E-Motor ist die Erfindung des elektrischen Generators durch Ányos Jedlik. Im Jahre 1861 entwickelte er den Generator, der jedoch erst später von Werner von Siemens 1866 zum Patent angemeldet wurde.

Werner von Siemens betritt die Bühne

1866 betritt Werner Siemens das Feld der Elektromotoren. Er entdeckt eine bahnbrechende Eigenschaft des E-Motors. Denn: Ein Elektromotor kann nicht nur elektrische in mechanische, sondern auch mechanische in elektrische Energie umwandeln. Durch diese Erkenntnis wurden Unmengen von elektrischem Strom hergestellt. Dieses Prinzip greift bis heute.

Die Verbreitung

Der E-Motor hat sich rasend schnell verbreitet. Die Bahn gehörte zu den ersten Nutznießern. In den USA wurde 1884 die erste elektrische Bahnstrecke feierlich eröffnet.
Kurze Zeit später gab es 20.000 Kilometer elektrifizierte Bahnstrecke in Amerika. London zog 1890 nach und stattete ihre U-Bahn mit Elektrizität aus. Um 1900 verfügte auch Berlin über eine elektrische Straßenbahn. Bei den ersten Autos durfte der Elektromotor natürlich nicht fehlen. Um 1900 liefen in den USA bereits 40 Prozent der Kraftfwagen auf E-Motoren. Im 20. Jahrhundert fanden sich die ersten elektrischen Werkzeuge in den Betrieben wieder. Bis 1940 wurden so gut wie alle Haushalte an das Stromnetz angeschlossen. Dadurch fanden auch immer mehr Elektromotoren Einzug in die Haushalte, z.B. die gute alte Waschmaschine.


Jun 27 2013

Elektromotoren in Elektroautos

Grundlegendes Elektromotoren in Elektroautos

Man hört es ständig in den Nachrichten: Elektroautos. Es gibt mehrere Gründe für das anhaltende Interesse von Medien und Leuten:
- Elektroautos erzeugen weniger Schadstoffe als Pkws mit Diesel- oder Benzinmotoren. Es gibt endlich eine umweltfreundlichere Alternative.
-Die Rezessionen über E-Autos und Hybride sind selten schlecht.
- Autos mit Brennstoffzellen sind Elektroautos und diese sind momentan sehr publik in den Nachrichten.
Was ist der große Unterschied zwischen einen normalen PKW und ein E-Auto? Im Grunde nur eins: Der Antrieb wird nun durch Elektromotoren sichergestellt. Deshalb sind E-Autos erst mal nicht von normalen Pkws zu unterscheiden. Gerade das, die meisten E-Auto Karosserien sich kaum von den Ottomotoren unterscheiden. Es gibt von außen nur eine Möglichkeit: Der Motor ist im Betrieb lautlos.

Elektroauto - bekanntes Serienfahrzeug beim Aufladen

© BERLINSTOCK – Fotolia.com

Unterschiede

Als Erstes würde man das schon genannte Nennen: Der Benzinmotor wird durch einen Elektromotor ersetzt. Der Elektromotor erhält seine Energie von einer Steuerung. Diese Steuerung erhält ihre Energie Akkumulatoren.
Während ein Benzinmotor mit seinen Kraftstoffleitungen, Auspuffrohre, Kühlwasserschläuche und Ansaugkrümmer eher wie ein Sanitärklempner Projekt aussieht, findet man bei einen E-Auto Drähte.
In einen herkömmlichen PKW befinden sich viele bewegende Mechaniken. Im Gegensatz dazu findet man außer Bremsen und Räder in E-Autos solche nicht mehr. Das heißt konkret weniger Verschleißteile – und somit wieder Unterhaltungskosten.

Gleich- oder Wechselstrom?

Wenn der Motor ein Gleichstrommotor ist, kann dieser bei etwa 96 bis 192 Volt laufen. Viele dieser DC-Motoren kommen aus der Gabelstaplerindustrie. Bei AC-Motoren kann von 3-Phasen-Wechselstrommotoren ausgegangen werden. Dieser läuft bei 240 Volt mit einem 300-Volt-Akku-Pack.
Der große Nachteil von E-Autos sind momentan die Batterien:
- Gewicht
- Größe
- Kapazität ist begrenzt.
- Langsame Ladezyklen
- Kurze Lebensdauer
-Teuer
Ansonsten sind E-Autos recht ausgereift. Zu einigen Batterieproblemen gibt es mittlerweile Alternativen und Lösungen. Die Ladezyklen kann man sich sparen, indem man zum Beispiel bei einer Tankstelle die leere Batterie gegen eine volle tauscht.

Fazit

Elektroautos haben eine große Zukunft vor sich. Sollte man auch noch die Batterieprobleme lösen, steht Ihnen gar nichts im Weg.


Jun 21 2013

Aus einfachsten Mitteln ein E-Motor bauen

Einführung – Wie man ein E-Motor bauen kann

Letzte Woche haben wir Euch die Grundlagen eines einfachen Elektromotoren dargestellt. Da haben wir auch erwähnt, dass man ein E-Motor auch aus einfachen Mitteln selber herstellen lässt. In diesen Artikel gehen wir darauf näher ein. Gehen wir kurz einen Schritt zurück. Der Gleichstrommotor (gebürstet) kommt am häufigsten vor. Diese Art von Motor finden Sie in so gut, wie allen Sachen die sich bewegen. Dieser Motor zieht einen Elektromagneten in Richtung eines Permanentmagneten. Wenn die beiden Magneten nah genug sind, wird die Polarität des Stroms durch den Elektromagneten umgekehrt, sodass die beiden Magneten sich abstoßen und dabei das rotieren anfängt. Es ist ganz einfach, so ein funktionierendes Modell zu bauen. Der wahre Champion der einfachsten E-Motoren nennt sich homopolar Motor. Und diesen wollen wir nun auch nachbauen.

Was brauchen wir?

Alles, was wir brauchen ist:

  • einen Nagel
  • eine normale Batterie
  • etwas Kupferleitung
  • einen kleinen Magneten

Bausatz eines einfachen E-Motors

Bausatz eines einfachen E-Motors


Ist das etwa alles, was wir brauchen? Erstaunlicherweise ja, und wir zeigen euch auch wie.

Anleitung

Mann kann anstatt der Schraube auch einen Nagel benutzen. Jedoch ist es dann schwer zu erkennen, ob sich der Nagel sich dreht. Die Schreibe sollte einen flachen Kopf haben. Bei der Batterie haben Sie freie Auswahl. Es ist von keiner Bedeutung welcher Form und Art sie ist. Der Draht ist hier isoliert und an den Enden abisoliert. Mann kann hier auch blanken Draht benutzen.
Den Magneten haben wir hier noch rumliegen gehabt. Man findet Sie am Besten in Spielzeugen, die sich bewegen. Man kann auch einen Magneten günstig erwerben.

Bausatz eines einfachen E-Motors

Bausatz eines einfachen E-Motors


Legen Sie die Schraube auf den Magneten und biegen Sie den Draht.
Bausatz eines einfachen E-Motors

Bausatz eines einfachen E-Motors


Befestigen Sie den Magneten samt Schraube an einem Ende der Batterie. Den schwachen Einzelpunktkontakt dient als reibungsarme Lagerung.
Bausatz eines einfachen E-Motors

Bausatz eines einfachen E-Motors


Halten Sie das obere Ende des Drahtes an das obere Ende der Batterie.
Bausatz eines einfachen E-Motors

Bausatz eines einfachen E-Motors


Das andere Ende vom Draht nun leicht an den Magneten halten. Der Magnet und die Schraube werden sofort anfangen zu rotieren. Innerhalb von 15 Sekunden können wir damit locker 10.000 Umdrehungen pro Sekunde schaffen. Durch diese schnelle Umdrehung kann es leicht passieren, dass der Magnet und die Schraube aus der Bahn fliegen und somit auch Sie verletzen können. Durch dieses Experiment kann der Draht recht warm werden. Schutzbrille und Handschuhe sind daher Pflicht.
Viel Spaß beim ausprobieren


Jun 10 2013

Teil 3: Aufbau und Funktion des Elektromotors

Zusammenfassung Aufbau

Die vorigen Teile unserer großen Wissensreise zeigten Ihnen, wie ein Elektromotor in den Grundzügen aufgebaut wird und wie die einzelnen Teile funktionieren. In diesen Teil werden wir zusammen das große Ganze betrachten. Und somit beginnen wir mit: Teil 3: Aufbau und Funktion des Elektromotors
Die vorigen Teile finden Sie hier:

Die Abbildung bitte anklicken!

Der E-Motor im Ganzen wie er funktioniert

Der E-Motor im Ganzen wie er funktioniert


In der Abbildung wurden bewusst die Spulen weggelassen, damit das ganze Prinzip besser zu sehen wird. Hier zu beachten ist folgender Sachverhalt: Wenn der Anker die horizontale Position erreicht hat, wird automatisch eine Poländerung von der Batterie durchgeführt und die magnetischen Pole ändern sich. Durch diese Poländerung ist der elektromagnetische Nordpol immer über der Achse und somit wird dieser vom Feldmagneten am Nordpol abgestoßen und dessen Südpol angezogen.
Wenn Sie jemals die Chance haben, einen kleinen E-Motor auseinander zunehmen, werden Sie feststellen, dass es die gleichen Bauteile erhält wie schon beschrieben: zwei kleine Permanentmagnete, ein Kollektor, zwei Bürsten und einen Elektromagneten, der durch Wickeldraht um ein Stück Metall erstellt wird. Fast immer aber wird der Rotor drei Pole haben. Das hat auch gute Gründe:

  • Der Motor hat eine bessere Dynamik. Bei einem Zwei-Poligen-Motor gibt es die Gefahr, genau horizontal, einfach stecken bleibt. Diese Problematik gibt es bei einen Drei-Poligen-Motoren nicht.
  • Jedes Mal wenn der Kollektor den Punkt trifft, um die Poländerung durchzuführen, wird durch das vertauschen der Pole der Batterie einen Kurzschluss verursacht. Damit wird mehr Strom verbraucht als notwendig. Bei einem Drei-Poligen-Motor wird auch dieses Problem gelöst.

Es gibt keine feste Anzahl von Polen. Je nach Verwendung und Art kann ein E-Motor so viele Pole haben wie benötigt werden.

Und wo findet man überall E-Motoren?

Schauen Sie sich in Ihrer Wohnung um und Sie werden feststellen, dass es mit Elektromotoren gefüllt ist. Hier ist ein interessantes Experiment, welches Sie ausprobieren können: Gehen Sie durch Ihr Haus und zählen die Motoren.
Hier eine kleine Liste mit Geräten, in denen man E-Motoren im Haushalt finden kann:

  • Mikrowelle
  • Abzugshaube
  • Mixer
  • elektrischer Dosenöffner
  • Kühlschrank (kann 2 oder 3 beinhalten)
  • Uhr
  • Waschmaschine
  • Geschirrspüler
  • Akkubohrer/Bohrer
  • Staubsauger
  • Stichsäge
  • elektrische Zahnbürste
  • Ventilatoren
  • Fön
  • Trockenrasierer
  • elektrische Fensterheber
  • CD-/DVD-/Bluray-Player
  • CD-ROM/DVD-ROM
  • Spielzeuge
  • elektrische Garagentür
  • Pumpe für das Aquarium

In meinem Haushalt habe ich über 50 E-Motoren gezählt. Und diese es waren in allen möglichen Geräten versteckt. Alles, was sich bewegt nutzt, einen Elektromotor, um eine Bewegung zu erreichen.
Damit sind wir mit der großen Wissensreise rund um die Grundlagen des Elektromotors fertig. In den nächsten Artikel werden wir tiefer in die Materie greifen und weitergehende Links veröffentlichen. Wir wünschen euch weiterhin viel Spaß.


Jun 6 2013

Teil 2: Aufbau und Funktion des Elektromotors


Der erste Teil über die Funktion des Elektromotors befindet sich hier

Elektromagnete und Motoren

Um herauszufinden, wie ein Elektromotor funktioniert, muss man wissen, wie Elektromagnete funktionieren. Ein Elektromagnet ist die Hauptzutat eines Elektromotors. Wenn man an einen Nagel mit einem Draht hundertmal umwickelt und diesen Draht nun an einer Batterie anschließt, hat man einen einfachen Elektromagneten. Der Nagel ist zu einem Magneten geworden und hat auch einen Nord-und Südpol. Jetzt nehmen Sie Ihren Nagelelektromagneten und stecken eine Achse durch die Mitte und setzt es zwischen den Polen eines Hufeisenmagneten (siehe Abb.). Was passiert nun, wenn wir die Batterie anschließen? Der Nordpol unseres Nagelelektromagneten würde sich am Nordpol des Hufeisenmagneten abstoßen und zum Südpol wandern. Das südliche Ende des Elektromagneten würde in ähnlicher Weise abgewehrt werden. Der Nagel würde nach einer halben Umdrehung stoppen, und wie auf der Abbildung zu sehen anhalten.
Der Schlüssel zu einem Elektromotor ist nun folgender: In dem Moment, wo die halbe Umdrehung abgeschlossen ist, dreht sich das Feld des Elektromagneten. Das bewirkt, dass sich der Nagel noch einmal um die Hälfte dreht. Sie ändern das Magnetfeld, indem sie die Drähte an der Batterie umpolen. Aber nur durch eine Änderung des Magnetfeldes im genau richtigen Moment würde eine freie Drehung des Nagels bewerkstelligen.

Elektromagnet im Hufeisenmagnet

Elektromagnet im Hufeisenmagnet

Anker, Kollektor und Bürsten

Betrachten Sie die Abbildung oben. Der Anker nimmt den Platz des Nagels in einem Elektromotor. Der Anker ein Elektromagnet ist durch Wickeln eines dünnen Drahtes um zwei oder mehr Pole eines Metallkerns.
Der Anker hat eine Achse, und der Kommutator ist mit der Achse befestigt. In der Abbildung unter diesen Absatz können Sie drei verschiedene Ansichten eines Ankers sehen. In der letzten Ansicht wurde die Wickelung des Drahtes nicht visualisiert, um den Kollektor offensichtlicher zu machen. Da können Sie sehr gut sehen, dass der Kommutator einfache Platten sind, die an der Achse befestigt sind. Diese Platten bieten die zwei Anschlüsse für die Spule des Elektromagneten.
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Das Abändern des elektronischen Feldes wird durch zwei Teile erreicht.
die Abbildung zeigt wie der Kollektor und die Bürsten zusammen arbeiten, um den Stromfluss zu garantieren, und auch, wie Sie die Richtung ändern, sodass die Elektronen genau im richtigen Moment fließen. Die Kontakte des Kommutators sind so an der Achse des Elektromagneten befestigt, sodass sie mit dem Magneten drehen. Die Bürsten bestehen aus Metall und stellen den Kontakt zum Kommutator her.

Wandlung des elektrischen Feldes

Wandlung des elektrischen Feldes


Mai 31 2013

Teil 1: Aufbau und Funktion des Elektromotors

Einleitung

Elektromotoren sind überall! Fast jede mechanische Bewegung, die Sie in Ihrer Wohnung finden wird, durch einen Wechselstrom- oder Gleichstromelektromotor verursacht.

Ein einfacher Motor hat grundsätzlich sechs Teile:

• Anker oder Rotor

• Kommutator

• Bürsten

• Achse

• Feldmagnet

• DC-Netzteil

Durch das Verstehen des Prinzips eines Elektromotors kann man jede Menge über Magnete, Elektromagnete und Strom im Allgemeinen lernen. In diesen Artikel werden wir Ihnen zeigen, wie Elektromotoren funktionieren.

Funktionsweise

Beim Elektromotor dreht sich alles um Magnete und Magnetismus: Ein Motor nutzt Magnete, um eine Bewegung zu schaffen. Wenn Sie jemals mit einem Magnet gespielt haben, wissen Sie über die Grundsätze aller Magneten: Gegensätze ziehen sich an. Wenn Sie also zwei Stabmagneten mit „Nordpol“ und „Südpol“ aneinander halten, dann ziehen sich das nördliche Ende des einen Magneten zum südlichen Ende des anderen an. Währenddessen stoßen sich Gleichartigkeiten ab. Nordpol an Nordpol oder auch Südpol an Südpol würden in diesen Fall abstoßen. Innerhalb eines Elektromotors schaffen diese anziehende und abstoßende Kräfte Drehbewegung.
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In der Abbildung können Sie zwei Magneten im Motor sehen: Der Anker (oder Rotor) ist ein Elektromagnet. Für den Feldmagnet wird hauptsächlich ein Permanentmagnet benutzt.

Spielzeugmotor

Kleiner Elektromotor

© beermedia – Fotolia.com


Den Motor auf dieser Abbildung findet man in vielen Spielzeugen. Es ist ein einfacher Elektromotor und ist dabei sehr klein, bei einer Größe von einem Cent. Hier zu sehen sind Stahlgehäuse, die Achse und die Plastikabdeckung. Hält man hier eine einfache Batterie an den Drahtenden, würde die Achse sich drehen. Hält man nun die Batterie anders rum, würde sich die Achse in gegengesetzt drehen. Die Plastikabdeckung wird durch zwei Laschen gehalten. Wenn Sie diesen Laschen eindrücken, können Sie die Plastikabdeckung entfernen. Darunter finden Sie die Motorbürsten. Diese Bürsten übertragen Energie von der Batterie an den Kommutator und der Motor dreht: Die Achse hält den Anker und den Kommutator. Der Anker besteht aus einer Reihe von Elektromagneten, in diesem Fall drei. Der Anker dieses Motors ist eine Reihe von dünnen gestapelten Metallplatten. Die drei Pole sind mit einem feinen Kupferdraht umwickelt. Die beiden Enden des Drahtes (ein Ende pro Pol) sind auf einem Anschluss gelötet, und dann wird jeder der drei Anschlüsse mit einer Platte des Kommutators angeschlossen. Und zuletzt kommt der Feldmagnet. Der Feldmagnet besteht hier aus zwei gekrümmten Dauermagneten.


Mai 30 2013

Einstieg Elektromotor


Der Elektromotor ist ein Gerät, der elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.

Der Einstieg

Im normalen Betrieb arbeiten die meisten Elektromotoren durch die Wechselwirkung zwischen Magnetfeld auf eine Spule, um eine Bewegung in dem Motor zu erzeugen. Bei bestimmten Anwendungen, wie z. B. in der Transportindustrie mit Fahrmotoren können Elektromotoren nicht nur motorisch betrieben, sondern können auch im Bremsbetrieb verwendet werden.

Die unterschiedlichen Anwendungen sind z. B. Industrieventilatoren, Gebläse und Pumpen, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte, Elektrowerkzeuge und Festplatten. Dabei können sie mit Gleichstrom (Batterien, Kraftfahrzeuge oder Gleichrichter) oder mit Wechselstrom (Stromnetz, Wechselrichter oder Generatoren) betrieben werden. Sehr kleine Elektromotoren können in Uhren gefunden werden. Allzweckmotoren mit standardisierten Abmessungen und Eigenschaften bieten bequeme mechanische Leistung für den industriellen Einsatz. Die größten Elektromotoren sind für Schiffsantriebe, Pipeline Kompression und Pumpspeicheranwendungen mit Leistungen bis zu einem Megawatt reserviert.

Electric motor

© LVDESIGN / Fotolia.com

Elektromotoren werden durch Stromquelle, Innenaufbau, Anwendung, und der Art der Bewegung klassifiziert.

Geräte wie z. B. magnetische Spulen und Lautsprecher, die zwar Strom in Bewegung umwandeln, die aber nicht nutzbar sind, werden jeweils als Aktoren und Sensoren bezeichnet. Elektromotoren werden verwendet, um lineare Kraft oder Drehmoment produzieren.

Auf eine angenehme Wissensreise

Dies ist der erste Teil der Grundlagen unseres neuen Blogs. Wir werden hier in Zukunft jede Menge Informationen rund um den Elektromotor veröffentlichen. Anfangs die Grundlagen wie Elektromagnetismus und Funktionsweisen der einzelnen Motoren. Später zu den komplexeren und zu Wissenswerten Informationen wie der geschichtliche Hintergrund, Problemstellungen und Entsorgung. Zusätzlich werden wir externe Quellen wie Literatur und weitere Internetseiten vorstellen. Ein Blog, nicht nur ideal für Schüler, Studenten und Bastler. Sondern auch an Wissensdurstige und Neugierige.
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Wir hoffen, dass dieser Blog gefällt, und wünschen euch eine angenehme Wissensreise.