Elektroantrieb

Ein Elektroantrieb ist ein Antrieb mit einem Elektromotor.

Gleichstrommotor Rotor

Häufig gehören zu einem Elektroantrieb auch noch die Komponenten für eine Drehzahl- oder Drehmoment regelung des Elektromotors, das Ein- und Ausschalten des Antriebes sowie die entsprechenden Sicherungs- und Überwachungseinrichtungen für den Antrieb, sowie eine Energiequelle, in Form eines Netzanschlusses, Generators (auch Brennstoffzelle) oder Akkumulators (auch Doppelschichtkondensator (Ultra- oder Supercaps)).

Funktion

Beim Elektroantrieb wird elektrische Energie in mechanische Bewegungsenergie umgewandelt. Dabei kann diese sowohl in eine Drehbewegung, als auch in eine lineare Bewegung verwandelt werden (Linearmotor).

Im Vergleich zu anderen Antriebsarten (z.B. Verbrennungsmotor) weisen Elektroantriebe einen sehr guten Wirkungsgrad auf. Wirkungsgrade bis 99% sind bei großen Maschinen keine Seltenheit. Man unterscheidet zwischen Antrieben mit geringerer Leistung (elektrische Kleinantriebe) und jenen höherer Leistung. Im Leistungsbereich von ca. 900-1.100 Watt haben Elektroantriebe einen Wirkungsgrad von typisch 70-90%. Der Wirkungsgrad kann sich allerdings mit steigender Leistung bis etwa 99% steigern (Wachstumsgesetze der elektrischen Maschinen). Im Gegensatz zum Benzin-, oder Dieselantrieb haben Elektroantriebe mit höheren Drehzahlen und Spannungen ein niedriges Eigengewicht und sind zudem umweltfreundlicher und zuverlässiger als ihre Kontrahenten. Darüberhinaus können sie durch Abschaltung des elektrischen Netzes in Notfällen sofort gestoppt werden (vorbehaltlich des Auslaufens der rotierenden Massen aufgrund des Trägheitsmomentes).

Elektrischer Antrieb der Kohlemühle eines Kraftwerkes. Maschinenleistung: 3 MW. Links: elektrische Asynchronmaschine, 12-phasig, Speisung über Gleichstromzwischenkreis-Umrichter. Rechts: Kohlemühle

Einsatzgebiete

Die Einsatzgebiete reichen von Kleinstantrieben mit wenigen Milliwatt Leistung (z.B. Antriebsmotoren für CD-Player) über Mittelleistungsanwendungen (Staubsauger, Küchengeräte) bis hin zu höchsten Leistungen in der Industrie und im Verkehrswesen (Antriebe von Kohlemühlen, Antriebe von elektrischen Zügen, U-Bahnen etc.). Die größten Elektromotoren werden bis rund 700 MW gebaut.

Auch die Möglichkeit beim Elektroantrieb Solarenergie nutzen zu können, macht den Antrieb vermutlich für die Zukunft unverzichtbar. Elektroantriebe im Transportbereich sind in Bezug auf die Erfolgsaussichten von der Energiebereitstellung zu trennen. Während Batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs) außerhalb von lokal operierenden Fahrzeugen (Betrieb im Innenraum oder auf Höfen) kein Erfolg beschieden ist Quelle findet der elektrische Antrieb bei Oberleitungs-gespeisten Systemen (Oberleitungsbus, Elektrolok ),in Dieselelektrischer Antrieben, Hybrid-elektrischen Fahrzeugen (Hybridantrieb) aber auch Brennstoffzellenfahrzeugen eine weitere Verbreitung.