Was ist ein Repulsionsmotor?

Ein Repulsionsmotor ist ein Elektromotor, der so konstruiert ist, dass er beim Starten ein hohes Drehmoment oder eine hohe Drehkraft liefert und die Fähigkeit hat, die Drehrichtung leicht umzukehren. Es handelt sich um einen Wechselstrommotor (AC), der eine Reihe von Kontaktbürsten verwendet, die einen unterschiedlichen Kontaktwinkel und Kontaktniveau haben können, um Drehmoment und Rotationsparameter zu ändern. Diese Motoren waren weit verbreitet in frühen industriellen Geräten wie Bohrmaschinen bis in die 1960er Jahre, die eine große Menge langsamer Rotationskräfte erforderten, und in Mikrosteuerungssystemen, wie beispielsweise für Fahrmotoren von Modelleisenbahnen. Ab 2011 wurden sie größtenteils durch weniger komplexe Induktionsmotorkonstruktionen mit Schaltungssteuerungen ersetzt, die zuverlässiger und einfacher herzustellen und zu warten sind.

Das Design eines Repulsionsmotors hat sowohl eine elektrische Wicklung für die Stator- und Rotorbaugruppe als auch keine Permanentmagnete, um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Elektrische Bürsten werden durch einen Kommutator über der Rotoranordnung positioniert, und Strom wird durch sie zum Rotor geleitet, während sie in Kontakt sind, um den Motor zu starten. Sobald der Repulsionsmotor eine hohe Drehzahl erreicht, werden die Bürsten normalerweise zurückgezogen und der Motor wirkt wie ein typischer Induktionsmotor. Dies verleiht dem Repulsionsmotor ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und eine Standardmotorleistung bei hohen Drehzahlen. In den Motor ist auch ein Kurzschlussmechanismus eingebaut, um die Verbindung zum Kommutator zu unterbrechen, damit er als Induktionsmotor arbeiten und auch die Drehung umkehren kann.

Zu den Nachteilen des Designs des Repulsionsmotors zählen der komplexe mechanische Aufbau der Kontaktbürsten und die Tatsache, dass er der frühen Gleichstrommotorfunktionalität (DC) nachempfunden wurde. Es ist ein Einphasenmotor, das heißt, er verwendet Wechselstrom, der durch eine Statorbaugruppe mit einer elektrischen Wicklung geleitet wird, aber der Stator selbst hat bis zu acht Magnetpole. Die Rotorbaugruppe ähnelt der Art und Weise, wie ein Anker in einen Gleichstrommotor eingebaut ist, daher wird er in der Technik oft als Anker bezeichnet, und hier kommen der Kommutator und die Bürsten in Kontakt, um das Drehmoment und die Drehrichtung zu steuern.

Die Richtung, in der sich die Bürsten dem Kommutator und damit dem Rotor nähern oder ihn berühren, sowie ihre räumliche Nähe zu diesem bestimmen die Drehzahl des Motors, indem sie einen Abstoßungseffekt mit konkurrierenden Magnetpolen erzeugen. Anker und Stator haben jeweils ihre eigenen Magnetpolsätze und sind um ungefähr 15 elektrische Grad zueinander versetzt, was einen magnetischen Abstoßungseffekt erzeugt, der den Rotor in Rotation versetzt. Die Position der Bürsten ist für die ordnungsgemäße Funktion des Repulsionsmotors kritisch, da sich die Pole gegenseitig aufheben, um einen magnetischen Fluss zu verhindern, wenn die Bürsten im rechten Winkel zur Statoranordnung stehen und kein Drehmoment vorhanden ist.

Während moderne elektrische Schaltungen viele Repulsionsmotoren durch Induktionsmotoren mit ähnlichen Steuerungsmerkmalen ersetzt haben, wird der Repulsionsmotor aufgrund seiner Fähigkeit, bei niedrigen Geschwindigkeiten ein großes Drehmoment zu erzeugen, immer noch in einigen Bereichen verwendet. Dazu gehören Anwendungen wie Druckmaschinenantriebe und Deckenventilatoren oder Gebläse für die Umweltkontrolle mit langsam rotierenden Ventilatorbaugruppen. Variationen des ursprünglichen Entwurfs des Abstoßungsmotors umfassen das Einbeziehen typischer Induktionsleistungsprinzipien, wie beispielsweise der Abstoßungsstart-Induktionsmotor, Abstoßungs-Induktionsmotor und kompensierte Abstoßungsmotor.