aus Fürst, Artur "Das Weltreich der Technik", Bd 2 Der Verkehr auf dem Land, Berlin 1924
02.09.2019 469 0

VDE-Chronik Elektrische Motoren und Antriebe

Die historischen Entwicklungen auf dem Gebiet der Elektrotechnik, insbesondere im Bereich der elektrischen Antriebstechnik, waren häufig  verworren. Oft haben Entdecker unwissentlich parallel gearbeitet und fast zeitgleich ähnliche Erfindungen gemacht. Regelmäßig kam es vor, dass der ursprüngliche Erfinder seine Entwicklung gar nicht zum Ende gedacht hat und die heute eingesetzten Ausprägungen von anderen, späteren Erfindern stammen.

Das vermutlich bekannteste Beispiel ist Nikola Tesla, der den Asynchronmotor zwar im Grundsatz erfand, allerdings fast zeitgleich mit (mindestens) zwei weiteren Erfindern. Darüber hinaus sind alle wesentlichen technischen Merkmale heutiger Asynchronmotoren von Michael Dolivo-Dobrowolsky entwickelt worden.

Die folgende Tabelle versucht in kompakter Form, alle wichtigen Entwicklungsschritte im Bereich der elektrischen Antriebstechnik möglichst objektiv und neutral aufzulisten und den tatsächlichen Erfindern zuzuordnen.

Von Manfred Stiebler und Martin Doppelbauer unter Mitarbeit von Gerhard Neidhöfer


JahrEreignis
1800Allessandro Volta erzeugt erstmals einen kontinuierlichen elektrischen Strom aus einem Stapel von Silber- und Zinkplatten.
1820Hans Christian Oersted erkennt die Erzeugung eines magnetischen Feldes durch elektrische Ströme aus der Beobachtung der Ablenkung einer Kompassnadel. 
1820André-Marie Ampère erfindet die Zylinderspule (Solenoid).
1821Michael Faraday entwirft zwei Anordnungen zur elektromagnetischen Rotation eines senkrecht aufgehängten Drahtes in kreisförmiger Bahn um einen Magneten.
1822Peter Barlow baut das drehende Barlowsche Rad, eine Unipolarmaschine.
1825- 1826William Sturgeon erfindet den Elektromagneten, eine Spule mit Eisenkern zur Feldverstärkung.
1827-1828Istvan Jedlik baut einen Rotationsapparat mit Elektromagneten und Stromwender. Der genaue Zeitpunkt der Erfindung, die jahrzehntelang verborgen blieb, ist unsicher. 
1829-1830Bau eines elektromagnetischen Rotationsapparates durch Johann Michael Ekling nach Plänen von Prof. Andreas von Baumgartner aus Wien. 
1831 Michael Faraday entdeckt und erforscht die elektromagnetische Induktion, d.h. die Erzeugung eines elektrischen Stromes aufgrund eines veränderlichen Magnetfeldes. 
1831Joseph Henry findet unabhängig von Faraday ebenfalls das Induktionsgesetz und baut eine kleine, elektromagnetisch angetriebene oszillierende Wippe.
1832Savatore dal Negro baut, vermutlich inspiriert von Henrys Apparat, eine ähnliche, oszillierende Maschine, die allerdings durch ein Klinkengetriebe Rotation erzeugt.
1832 Erste zeitgenössisch publizierte Beschreibung einer rotierenden magnetelektrischen Maschine durch einen anonymen Briefschreiber mit den Initialen P.M., den man mittlerweile mit hoher Wahrscheinlichkeit als den Iren Frederick Mc-Clintock aus Dublin identifiziert hat, durch einen Brief an Michael Faraday vom 26. Juli 1832, der ihn kurz darauf veröffentlicht hat. 
1832 Hippolyte Pixii baut den ersten Rotationsapparat zur Erzeugung von Wechselstrom, der im September 1832 bei einem Treffen der Académie des Sciences öffentlich vorgestellt wird. Er verbessert sein Gerät noch im gleichen Jahr durch Hinzufügen eines Schaltgerätes und kann nun pulsierenden Gleichstrom erzeugen.
1832 William Ritchie (Engländer) berichtet im März 1833 über einen nach eigenen Angaben bereits neun Monate zuvor im Sommer 1832 gebauten drehenden elektromagnetischen Generator mit vier Rotorspulen, Stromwender und Bürsten. Ritchie wird daher allgemein als der Erfinder des Kommutators angesehen.
1833 William Sturgeon baut im Herbst 1832 einen elektrischen Drehapparat, den er am 21. März 1833 bei einem Vortrag in London öffentlich vorführt.
1833 Heinrich Friedrich Emil Lenz findet das „Gesetz der Reziprozität der magnetoelektrischen und elektromagnetischen Erscheinungen“, also die Umkehrbarkeit von Elektrogenerator und -motor. Nachdem in den Anfangsjahren der Elektrotechnik zwischen Magnet-Elektrischen Maschinen, also Stromerzeugern, und Elektro-Magnetischen Maschinen, also Elektromotoren, streng unterschieden wurde, wird das Gesetz nach der Veröffentlichung 1834 in Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie langsam Allgemeingut der Physiker.
1834 Moritz Herman Jacobi baut im Frühjahr 1834 einen Motor, der ein Gewicht von 10 bis 12 Pfund mit einer Geschwindigkeit von einem Fuß pro Sekunde hebt, was umgerechnet rund 15 Watt mechanischer Leistung entspricht. Jacobi hat damit als Erster einen brauchbaren rotierenden Elektromotor zustande gebracht und 1835 dazu eine ausführliche wissenschaftliche Denkschrift veröffentlicht, die ihm die Doktorwürde der Universität Königsburg einbrachte.
1834Thomas Davenport und Orange Smalley stellen einen Rotationsapparat her, den sie im Dezember 1834 erstmals öffentlich vorstellen.
1835 Sibrandus Stratingh und Christopher Becker bauen ein kleines (30 x 25 cm), elektrisch angetriebenes dreirädriges Fahrzeug von etwa 3 kg Gewicht, das rund 15 bis 20 Minuten lang auf einem Tisch umherfahren kann, bis die Batterie leer ist. 
1836 Johann Philipp Wagner stellt in der Senckenbergischen Naturforschenden Gesellschaft einen Apparat vor, der in etwa dem System der beiden Holländer Stratingh und Becker entspricht und 10 Minuten läuft, bis die Batterie leer ist.
1837

Davenport entwickelt seinen Motor weiter und meldet ihn am 5. Februar 1837 zum Patent an ("Verbesserung einer Drehmaschine durch Magnetismus und Elektromagnetismus"). Es ist das erste Patent auf einen Elektromotor.

Ein nochmals verbesserter Antrieb, den Davenport im August 1837 vorstellt, hat 6 inch Durchmesser, dreht mit rund 1000 Umdrehungen pro Minute und kann ein Gewicht von 200 Pfund in einer Minute um einen Fuß anheben. Umgerechnet entspricht dies einer Leistung von 4,5 W, also deutlich weniger, als der drei Jahre frühere Motor von Jacobi.

1838 Jacobi verbessert seinen Motor wesentlich und treibt damit ein rund 8 m langes Boot mit Schaufelrädern auf dem Fluss Neva bei St. Petersburg an. Der Antrieb erreichte 1/5 bis 1/4 PS Leistung (rund 300 W); das Boot fährt mit ca. 2,5 km/h eine 7,5 km lange Strecke und kann ein Dutzend Passagiere befördern. 
1838

Charles G. Page beginnt, sich mit Elektromotoren zu beschäftigen. Über die nächsten rund 20 Jahre baut Page immer weiter verbesserte, leistungsstärkere Maschinen. Seine Motoren wurden in den USA per Katalog verkauft und erreichten einen hohen Bekanntheitsgrad.

In den Anfangsjahren empfinden viele Erfinder die Elektromotoren den Dampfmaschinen nach, also mit oszillierendem (hin- und hergehendem) Kolben. Auch Page baut eine solche Maschine, wendet sich dann aber den rotierenden Motoren zu.

1839 Im Sommer testet Jacobi einen nochmals verbesserten Motor mit drei- bis vierfacher mechanischer Leistung gegenüber 1838 (rund 1 kW). Sein Boot erreicht nun 4 km/h. Ein wesentlicher Faktor ist die verbesserte Zink-Platin Batterie nach William Robert Grove, die er selbst gefertigt hat. Im Oktober 1841 demonstriert Jacobi ein letztes Mal eine weiter verbesserte Maschine, die dem Modell von 1839 aber nur noch geringfügig überlegen ist.
1837-1842

Robert Davidson entwickelt seit 1837 ebenfalls Elektromotoren. Er fertigt später mehrere Antriebe für eine Drehbank und Modellfahrzeuge.

1839 gelingt ihm der Bau eines ersten elektrisch angetriebenen Wagens, der angeblich zwei Personen befördern kann. Die Rotoren seiner Motoren bestehen aus hölzernen Zylindern auf denen vier Eisenstäbe angebracht sind. Man kann also mit einer gewissen Berechtigung davon sprechen, dass Davidson die erste geschaltete Reluktanzmaschine gebaut hat.

Im September 1842 macht er Versuchsfahrten mit einer 5 Tonnen schweren, 4,8 m langen Lokomotive auf der Eisenbahnstrecke von Edinburgh nach Glasgow. Seine Maschine leistet etwa 1 PS (0,74 kW) und erreicht eine Geschwindigkeit von 4 mph (6,4 km/h).

1841-1844

Auf Initiative Wagners setzt der Deutsche Bund im Jahre 1841 unter Führung von Preußen, Bayern und Österreich eine Prämie von 100.000 Gulden für den Bau einer elektrischen Maschine aus, deren Antriebskraft günstiger als die von Pferden, Dampf oder Menschenkraft sei.

Bei der Prüfung der fertigen Wagnerschen Maschine im Mai und Juni 1844 in Frankfurt am Main stellt die eingesetzte Kommission eine Leistung von lediglich 50 Watt fest. Auch ist der Zinkverbrauch so hoch, dass Pferde-, Dampf- und Menschenkraft erheblich billiger kommen. Aufgrund dieses Fehlschlages wird Wagner die Prämie vorenthalten und er fällt in Ungnade. 

1851 Page steigert seine Motoren auf 8 bis 20 PS Leistung. Mit zwei Motoren treibt er eine 10 Tonnen schwere Lokomotive mit einer Spitzengeschwindigkeit von 30 km/h an. Damit fährt er die Strecke von Washington nach Bladenburg in 19 Minuten. Eine weitere, 12 Tonnen schwere Lokomotive von Page fährt 1854 auf der Strecke von Baltimore nach Ohio.
1856Werner Siemens erfindet den Stromgenerator mit Doppel-T-Anker und legt damit erstmals eine Wicklung in zwei Nuten. Diese Erfindung markiert einen Wendepunkt in der Konstruktion von elektrischen Maschinen. In den folgenden Jahrzehnten verschwinden alle früheren Konstruktionen vom Markt. Bis heute werden fast alle Elektromotoren mit Wicklungen in Nuten gebaut.
1861James Clerk Maxwell fasst alle bisherigen Erkenntnisse über Elektromagnetismus in 20 fundamentalen Gleichungen zusammen. Um 1882 reduziert Oliver Heaviside das System auf nur 4 Gleichungen mit 4 Variablen, die bis heute Gültigkeit haben und die Theorie der Elektrotechnik (makroskopisch) umfassend beschreiben.
1866Werner Siemens entwickelt die dynamoelektrische Maschine auf Basis des Doppel-T-Ankers. Damit steht endlich ein leistungsfähiger Stromerzeuger zur Verfügung, und der Siegeszug der Elektrizität beginnt.
1871 Der Italiener Antonio Pacinotti erfindet den Ringanker (Ringläufer), mit dem man einen gleichmäßigen Gleichstrom produzieren kann. Die Idee wird von Zénobe Théophil Gramme (Belgier) aufgenommen und kommerziell erfolgreich umgesetzt. In den Folgejahren machen Grammes Ringanker-Maschinen den Siemens Doppel-T-Anker Maschinen erhebliche Konkurrenz. Grammes Konstruktion ist der Nutenwicklung jedoch technisch unterlegen und wird heute daher nicht mehr verwendet.
1872Friedrich von Hefner-Alteneck, ein enger Mitarbeiter von Werner Siemens, beginnt mit der Weiterentwicklung des Doppel-T-Ankers zum Trommelanker. Dazu umwickelt er einen zylinderförmigen Anker mit Draht. Erst 1875 bekommt er das Problem der Wirbelströme in den Griff, indem er wie Gramme Eisendrähte für den Magnetkern verwendet. 
1873Auguste Pellerin schlägt vor, den Eisenkern zur Vermeidung der Verluste durch Wirbelströme in viele einzelne, gegeneinander isolierte Bleche zu unterteilen. Allerdings verfolgt er seine Idee selbst nicht weiter.
1884Frank J. Sprague erhält das Patent auf einen geregelten Gleichstrom-Nebenschlussmotor, der konstante Drehzahl bei veränderlicher Last mit Hilfe eines Zentrifugalreglers zur stufenweisen Zuschaltung von Windungen der Feldwicklung erzielt.
1887Friedrich August Haselwander erfindet das symmetrische Dreiphasensystem mit drei Leitern und baut den ersten Dreiphasen-Synchrongenerator mit ausgeprägten Polen. Allerdings verbietet die Postbehörde den Betrieb der Maschine aus Angst vor Störungen der Telegrafenlinie. Auch die Patentbemühungen Haselwanders scheitern.
1884-1888Galileo Ferraris baut schon 1885 einen ersten Demonstrator eines zweiphasigen Induktionsmotors (Asynchronmotor). Er zeigt seinen Motor im März 1888 auf einem vielbeachteten Vortrag vor der Wissenschaftsakademie von Turin in Italien. Allerdings glaubt er fälschlicherweise, dass Asynchronmotoren nicht über 50% Wirkungsgrad hinauskommen können. Ferraris meldet aus ethischen Gründen keine Patente auf seine Erfindung an. 
1882-1889

Nikola Tesla (Kroate) beschäftigt sich ab 1882 mit ein- und zweiphasigem Wechselstrom. Unabhängig von Ferraris erfindet er 1887 den zweiphasigen Induktionsmotor ein zweites Mal und demonstriert seine Erfindung im Mai 1888 in New York anlässlich eines Vortrags vor dem American Institute of Electrical Engineers (heute IEEE). Tesla reicht zahlreiche Patente ein, die ein Zweiphasen-Wechselstromsystem mit vier Leitungen, bestehend aus einem Generator, einem Übertragungssystem und einem Mehrphasenmotor betreffen.

George Westinghouse kauft Teslas Patente noch 1888 für 1 Mio $ und nimmt ihn als Berater in Dienst. In der Folgezeit arbeiten sie gemeinsam an der Entwicklung von ein- und zweiphasigen Wechselstrommaschinen mit höheren Frequenzen (125 Hz und 133 Hz). Die Bemühungen bleiben allerdings erfolglos, da die Probleme mit dem schlechten Wirkungsgrad und dem Selbstanlauf nicht gelöst werden können. Tesla verlässt Westinghouse schon nach einem Jahr und Westinghouse stellt die Entwicklung von Asynchronmotoren daraufhin erst einmal ein.

1887-1889Charles Schenk Bradley, der schon vor der Veröffentlichung von Ferraris und Tesla mit Mehrphasenmotoren und -generatoren experimentiert hat, erhält 1887/88 einige US-Patente, zunächst auf zweiphasige, später auch auf dreiphasige Systeme, kann diese aber nie in die Praxis umsetzen.
1889-1891 

Michael Dolivo-Dobrowolsky (Russe, eingebürgerter Schweizer), später Leiter der Entwicklung bei der AEG in Berlin, entwickelt die Grundideen von Ferraris und Tesla weiter und konstruiert den bis heute weit verbreiteten Dreiphasen-Käfigläufermotor (Induktionsmotor). Durch umfangreiche Versuche stellt er fest, dass sich das Dreiphasensystem am besten für Mehrphasenmotoren und zur Energieübertragung eignet. Er verwendet als erster eine verteilte Drehstromwicklung und erfindet den Käfigläufer. Damit kann er die Schwierigkeiten von Ferraris und Tesla überwinden und einen zuverlässig selbstanlaufenden Motor mit hohem Wirkungsgrad bauen.

Dolivo-Dobrowolsky erfindet auch den Schleifringläufer mit Anlasswiderständen, der heute noch in vielen Windkraftanlagen zum Einsatz kommt. Auf ihn geht außerdem die Erfindung des Drehstromtransformators zurück.

Dolivo-Dobrowolsky baut 1891 zusammen mit Charles Brown von der Maschinenfabrik Oerlikon die erste Dreiphasen-Fernübertragungsleitung von Lauffen am Neckar nach Frankfurt am Main. Noch Jahre später arbeitet Tesla in den USA mit dem technisch unterlegenen Zweiphasensystem.

1889-1893

Jonas Wenström entwickelt ebenfalls und unabhängig von den anderen Erfindern das dreiphasige Drehstromsystem. Er baut seinen ersten Generator im Jahr 1890. Zusammen mit seinem jüngeren Bruder Göran gründet er in Schweden die ASEA, welche rund einhundert Jahre später , 1988, durch Zusammenschluss mit dem Schweizer Unternehmen BBC zur heutigen Asea Brown Boveri (ABB) verschmilzt. 

Schon 1893 baut ASEA die erste Dreiphasen-Leitung in Schweden (13 km von Hellsjön nach Grängesberg). Diese wird viele Jahre lang kommerziell betrieben und versorgt eine Eisenerz-Mine mit dem Strom eines Wasserkraftwerks. 

1891

Der nach seinem Erfinder Harry Ward Leonard benannte Umformersatz besteht aus einem Maschinenumformer, in der Regel einem Drehstrom-Induktionsmotor und einem Gleichstromgenerator, sowie dem davon angetriebenen Gleichstrommotor. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts ist dies die Standardlösung für geregelte Gleichstromantriebe, bis der Leonardsatz durch leistungselektronische Schaltungen nach und nach abgelöst wird.

1901 erfindet K. Ilgner den Ilgner-Umformersatz, der mittels gekuppelter Schwungmassen für Anwendungen mit Stoßlasten (Walzwerke, Aufzüge) geeignet ist.

1896Tesla und Westinghouse bauen die erste mehrphasen-Fernübertragungsleitung in den USA. Sie verbindet das Wasserkraftwerk an den Niagarafällen mit der 35 km entfernt gelegenen Stadt Buffalo, NY. Auf Betreiben Teslas wird die gesamte Anlage zweiphasig mit vier Leitungen ausgelegt. Sieben Jahre später, anlässlich einer Leistungserweiterung, baut man die Leitung und die Generatoren schließlich auf das symmetrische Dreiphasensystem um.
1903Veröffentlichung der "Normalien für Bewertung und Prüfung von elektrischen Maschinen und Transformatoren", herausgegeben vom Elektrotechnischen Verein (ETV) und dem Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE).
1904Von M. Deri wird der Einphasen-Repulsionsmotor entwickelt, ein Motor mit Wechselstrom-Ständerwicklung und Kommutatorläufer mit beweglichem Bürstensatz zur Drehzahländerung.
1905Der in der Maschinenfabrik Oerlikon von H. Behn-Eschenburg entwickelte Einphasen-Reihenschluss-Kommutatormotor mit Wendepol- und Kompensationswicklung für Bahnantriebe wird 1905-1909 erfolgreich im Versuchsbetrieb Seebach–Wettingen eingesetzt.
ab 1905

Für drehzahlstellbare Antriebe werden Maschinenkaskaden in verschiedenen Ausführungen entwickelt. Dabei wird die Schlupfleistung eines Induktionsmotors mit Schleifringläufer über eine gekuppelte Hintermaschine mit Kommutator oder einen getrennten Umformersatz dem speisenden Netz zugeführt. Verwendet wurden die Kaskaden nach A. Scherbius und Chr. Kraemer.

Spätere Lösungen sind die Stromrichterkaskaden. Gewisse Bedeutung erlangte die Unter­synchrone Stromrichterkaskade, bei der die Läuferleistung über einen Strom-Zwischenkreis-Umrichter mit Dioden-Gleichrichter und netzgeführtem Thyristor-Wechselrichter dem speisenden Netz zugeführt wird.

ab 1907

Beginn der Einführung von Haushaltsgeräten mit elektromotorischem Antrieb. Waschmaschinen werden in USA ab 1907 hergestellt; die Erfindung wird meist A.J. Fisher zugeschrieben. Vollautomaten gibt es ab 1946, in Deutschland ab 1951.

Tragbare Staubsauger für den Haushalt mit Elektromotor wurden zuerst nach einem Patent von J.M. Spangler ab 1908 von der Fa, Hoover in USA hergestellt. In Deutschland wurden Staubsauger 1910 (Siemens) und 1914 (AEG) eingeführt.

um 1925Drehstrom-Kommutatormaschinen für drehzahlstellbare elektrische Antriebe werden für Ständer- oder Läuferspeisung in verschiedenen Ausführungen vorgestellt. Am bekanntesten ist der Schrage-Motor für Drehstrom. Die Maschine trägt zwei Rotorwicklungen, deren eine über Schleifringe gespeist wird, während die andere mit dem Kommutator verbunden ist, zu dem zwei verdrehbare Bürstensätze gehören. Die daran auftretende Spannung ist nach Größe und Leistungsfaktor einstellbar; sie wird den Phasen des Stators zugeführt.  Der Drehzahlstell-bereich des Schrage-Motors wird mit 1:10 angegeben. Er wurde vor der Einführung leistungselektronisch gesteuerter Antrieb z.B. in der Spinnereiindustrie vielfach eingesetzt.
1928R.H. Park entwickelt das Gleichungssystem der Synchronmaschine mit Hilfe der Zweiachsentheorie (Two-reaction theory of synchronous machines) . Damit entsteht die Grundlage zur Modellbildung einer Drehstrommaschine, die zur Beschreibung transienter Vorgänge und für Regelungskonzepte verwendet wird. Als Autoren späterer Beiträge seien G. Kron (The application of tensors to the analysis of electrical machinery;1938), Th. Laible (Die Theorie der Synchronmaschine im nichtstationären Betrieb, 1952) sowie P.K. Kovacs und I. Racz (Transiente Vorgänge in Wechselstrommaschinen, 1959) genannt.
um 1938

Nach dem Stand der Technik sind praktisch alle drehzahlveränderlichen Antriebe mit höheren Anforderungen an die Regelbarkeit Gleichstromantriebe. Für Antriebe mit Drehstromspeisung gibt es zu dieser Zeit zwei bevorzugte Lösungen.

Bei kleineren Leistungen werden als Stellglieder Magnetverstärker (Transduktoren)  eingesetzt. Das sind Anordnungen aus gleichstromvormagnetisierten Drosseln, deren Ausgang eine steuerbare Wechselspannung liefert, die über eine Dioden-Brückenschaltung ("Trockengleichrichter") den Gleichstrommotor speist.

Für Antriebe größerer Leistung dienen steuerbare Quecksilberdampf-Stromrichter als Stellglieder.

Beide Lösungen werden später durch Einrichtungen mit schaltbaren Leistungshalbleitern abgelöst.

ab 1965

Die Verfügbarkeit von Thyristoren führt zum Aufkommen leistungselektronischer Schaltungen auch in der Antriebstechnik.

Markantes Beispiel sind Stromrichtermotoren. Damit werden Synchronmaschinen bezeichnet, die von einem Drehstromnetz über einen Zwischenkreisumrichter mit eingeprägtem Strom betrieben werden. Der netzseitige Stromrichter besteht aus einer vollgesteuerten Brückenschaltung; vom lastgeführten motorseitigen Stromrichter wird der Gleichstrom zyklisch auf die Motorstränge geschaltet. Hochpolige Ausführungen werden als Direktantriebe für Zementmühlen eingesetzt. Bei bürstenlosen Stromrichtermotoren wird der Erregerstrom von einer gekuppelten Drehstrom-Erregermaschine über mitrotierende Dioden geliefert (BL-Motor, AEG 1974).

1968Die ersten kommerziellen Frequenzumrichter moderner Bauart werden vom dänischen Unternehmen Danfoss in Serie produziert. Sie werden in Öl gekühlt, arbeiten mit 380 V Drehspannung und können anfangs bis zu 10 A Phasenstrom liefern.
1974Die Grundlagen der Feldorientierten Regelung von umrichtergespeisten Drehfeldmaschinen (Field oriented control, FOC) werden von F. Blaschke beschrieben. 
um 1980Gleichstrommotoren für Walzwerks-Hauptantriebe erreichen die größten ausführbaren Bemessungsleistungen von ca. 12.000 kW. Sie werden danach durch Drehstromantriebe mit Synchronmotoren abgelöst, die über Cyclo-Konverter oder Stromzwischenkreis-Umrichter mit Thyristoren gespeist werden.
ab 1982

Die Verfügbarkeit schaltbarer Leistungshalbleiter (MOSFETs 1976, IGBTs 1982) führt zur Entwicklung von Frequenzumrichtern, die als Spannungs-Zwischenkreisumrichter sowohl im Zweiquadranten- wie im Vierquadrantenbetrieb als Stellglieder für alle Antriebssysteme mit stellbarer Drehzahl zum Einsatz kommen.

Auf dem Gebiet der Servoantriebe setzen sich nach Gleichstrom-Stellmotoren jetzt Synchronmotoren, vorzugsweise mit Erregung durch Samarium-Cobalt Magnete durch.

1982General Motors und Sumitomo Special Metals entwickeln unabhängig voneinander Neodymium-Eisen-Bor Magnete, die die höchsten spezifischen Energiewerten zur Verfügung stellen. Diese Magnete werden bald darauf für permanenterregte Synchronmotoren mit besonders hohen spezifischen Drehmomenten verwendet.
1986Verfahren zur schnellen Regelung von Induktionsmaschinen mit Umrichterspeisung ohne Drehwinkelgeber werden unabhängig voneinander von M. Depenbrock (Direkte Selbstregelung, DSR) und in etwas anderer Form von I. Takahashi und N. Naguchi (Direct torque control, DTC) entwickelt und veröffentlicht. 
ab 1974

Es werden besondere Bauformen von Maschinen entwickelt, die nach dem synchronen Prinzip arbeiten und durchweg über leistungselektronische Baugruppen gespeist werden. Davon haben eine gewisse Bedeutung erlangt:

  • Transversalfeldmaschinen (H. Weh, 1982). Hier weist der Pfad des Hauptflusses (von rotierenden Maschinen) axiale Abschnitte auf; dadurch lässt sich ein sehr hoher Anker­strombelag und damit hohe Drehmomentdichte erzielen. Diese Maschinen sind konstruktiv anspruchsvoll und weisen hohe Streuflüsse auf.
  • Geschaltete Reluktanzmotoren (P.J. Lawrenson, 1980). Vorteil dieser Maschinen ist der sehr einfache Läufer, der weder Wicklungen noch Magnete aufweist. Probleme mit Vibrationen durch die periodisch wirkenden magnetischen Kräfte erfordern jedoch erhöhten konstruktiven Aufwand.
  • Maschinen mit Einzelzahnwicklung im Ständer und Permanentmagneten im Läufer, bei denen die Nutteilung nur wenig, z.B. um ±2 von der Polteilung abweicht. Mit den Spulen ist entweder jeder Zahn oder abwechselnd jeder zweite Zahn bewickelt. Im letzteren Fall spricht man von modularen Maschinen; diese lassen sich einfach segmentieren. Sie gehören zu den sog. Bürstenlosen Gleichstrommotoren und sind besonders geeignet für Direktantriebe mit hohen Drehmomenten bei niedrigen Drehzahlen (Torque-Motoren).
ab 1975

Während man unter elektrischen Motoren in der Regel Maschinen mit elektromagnetischer Leistungswandlung versteht, sind jedoch auch piezo-elektrisch arbeitender Motoren zu erwähnen (R. Magerl, 1975).

Rotierende Ausführungen solcher Piezomotoren sind überwiegend Wanderwellenmotoren. Im Stator befinden sich mindestens zwei piezoelektrische Wandler, die eine angelegte Wechselspannung in mechanische Schwingungen umwandeln. Die Wandler werden phasenversetzt angeregt, so dass sich eine Wanderwelle ausbildet. Diese versetzt über den Reibkontakt zwischen Stator und Rotor letzteren in Drehung. Zur Erzielung hoher Schwingungsamplituden wird der Stator üblicherweise in Resonanz bei Frequenzen im Ultraschall-Bereich betrieben. 

ab 1990

Für elektrische Leistungs-Antriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl (engl.: Power Drive Systems, PDS) werden von internationalen Normungsinstitutionen (IEC, CENELEC) Leitlinien für Käfigläufer-Induktionsmotoren angegeben, die speziell für Umrichterspeisung konstruiert sind.

Im Rahmen des Mandats zur Energieeinsparung werden Effizienzklassen sowohl für am Netz wie für drehzahlveränderlich betriebene Wechselstrommotoren definiert.


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