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Antriebstechnik: Forscher entwickeln neuartigen Elektromotor

Klassischer E-Motor: Magnetfelder erzeugen Rotation Zur Großansicht
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Klassischer E-Motor: Magnetfelder erzeugen Rotation

Ein neuer Elektromotor nutzt elektrostatische statt magnetischer Kräfte. Die Idee ist nicht neu, scheiterte aber bislang an der praktischen Umsetzung. Das könnte sich nun ändern, glauben US-Forscher.

Wie ein Elektromotor funktioniert, lernen Kinder in der Schule. Strom fließt durch eine Spule, ein Magnetfeld wird aufgebaut. Dieses Magnetfeld wechselwirkt mit einem äußeren Magnetfeld - die Spule fängt sich an zu drehen.

Man könnte einen Elektromotor statt mit magnetischen aber auch mit elektrostatischen Kräften antreiben. Schließlich ziehen sich positive und negative Ladungen genauso an wie Nord- und Südpole von Magneten. Schon im 18. Jahrhundert versuchte sich Benjamin Franklin am Bau eines solchen elektrostatischen Motors - praktisch genutzt wird das Prinzip aber bis heute nicht. Magnetische Motoren sind einfach technologisch leichter zu beherrschen.

Dan Ludois von der University of Wisconsin in Madison glaubt, dass sich das künftig ändern wird: "Wir haben gezeigt, dass ein Motor funktioniert, der elektrische statt magnetischer Felder zur Umwandlung von Strom in Rotation verwendet." Ein solcher elektrostatischer Motor könne Probleme herkömmlicher Antriebe beseitigen und sei zudem günstiger.

In einem von der University of Wisconsin gegründeten Spin-off, der Firma C-Motive Technologies, will Ludois seine Idee nun gemeinsam mit Kollegen weiterentwickeln. Bislang existieren nur im Labor gebaute Prototypen des Motors. Er besteht aus eng nebeneinander angeordneten Aluminiumscheiben. Jede zweite Scheibe ist drehbar. An die fixierten Scheiben wird eine Wechselspannung angelegt. Die wechselnden elektrischen Felder versetzen die drehbaren Scheiben dann in Rotation.

Elektrostatische Anziehung und Abstoßung kennt jeder aus dem Alltag - etwa vom Ausziehen eines Fleece-Pulovers. Die durch Reibung ausgelöste Ladungstrennung lässt einem die Haare zu Berge stehen.

Die Technologie des neuen Motors basiere auf einer präzisen Steuerung der Hochspannung, die das hochfrequente Wechselfeld erzeuge, und auf einer zuverlässigen Trennung der nahe beieinander liegenden Scheiben. Diese dürften sich nicht berühren, betont Ludois. "Es gibt keinen Kontakt zwischen den Scheiben", sagt er. Die Kräfte würden allein durch elektrische Felder übertragen. Weil ein solcher Motor berührungslos arbeite, müsse er praktisch auch nicht gewartet werden.

Neben niedrigen Wartungskosten soll die Technologie auch hocheffizient sein und leichtere Motoren ermöglichen. Zudem könne man auf das in Magnetmotoren verwendete teure Kupfer verzichten. Als Material für die Scheiben biete sich Aluminium an. Die erste Anwendung sieht Ludois nicht im elektrostatischen Motor, sondern quasi in ihrem Spiegelbild, einem elektrostatischen Generator. Dieser wandelt mechanische in elektrische Energie um.

hda

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insgesamt 58 Beiträge
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1. Spannend
khaja 14.09.2014
Sieht sehr interessant aus und der Verzicht auf Kupfer wäre ein großes Plus. Nur bin ich mir nicht sicher, worauf sich das "kontaktlos" bezieht - denn im Video wurde ja gesagt, dass die Rotorplatten ebenfalls unter Spannung gesetzt werden und daher muss ja ein Kontakt zur Drehachse hergestellt werden... aber selbst wenn es diesen einen Kontakt per Kohlebürste gäbe, wäre das immer noch besser als zwei Kontakte ;)
2. Schaut euch das Video nochmal *GENAU* an
net_worker 14.09.2014
Hallo Redaktion, diese Anordnung aus Scheiben stellt keinen Motor dar, der irgendwelche mechanische Energie erzeugt, sondern dient nur dazu, elektrische Energie berührungslos an den eigentlichen Motor/Antrieb zu übertragen. Die Anordnung kann damit z.B. die Kohleschleifer an einem herkömlichen Gleichstrommotor ersetzen. Ich kann mir Vorstellen, dass solche Lösungen eingesetzt werden, wenn es auf Wartungsarmut und Zuverlässigkeit ankommt und eine galvanische Trennung zwischen Antrieb und Energieversorgung ankommt. Kennt jemand einen konkreten Anwendungsfall für solch eine Anordnung ?
3. Ganz und gar nicht
Pieselsoft 14.09.2014
In dem Video geht es ganz und gar nicht um elektrostatische Antriebe. Es geht darum, wie statt der Bürsten eine kapazitive Kopplung benutzt wird, um die elektrische Energie in zu einem rotierenden Teil eines Motors zu bekommen. Da hat der Autor entweder nichts verstanden, oder nicht die richtige Zusatzinformation verlinkt. Die werden wohl nachwievor rotierende Spulen und Magnetkräfte zum Antrieb verwenden.
4. Werbe-Video
akronymus 14.09.2014
Die Idee ist zwar interessant, aber gehört ein PR-Video ohne weiteren Hintergrund in die Rubrik »Wissenschaft«? Der Wirkungsgrad scheint jedenfalls noch weit von Größenordnungen entfernt zu sein, als dass man sie an Investoren kommunizieren will. Schade, dass man nicht mehr darüber erfahren darf.
5. Mal wieder ein Artikel, der mehr Fragen aufwirft als
hdudeck 14.09.2014
Informationen wiedergibt. ...Ein solcher elektrostatischer Motor könne Probleme herkömmlicher Antriebe beseitigen und sei zudem günstiger... Ja welche denn und warum? Muss man sich denn immer wieder nach dem Lesen von SPON Artikeln hinsetzten und weitere Fachliteratur waelzen, um ein vollstaendiges Bild zu erhalten? Ein paar Zeilen mehr haetten da dem Artikel gut getan. So muss man wieder zwischen den Zeilen lesen und spekulieren. Schwach.
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