Die Allround-Maschine

1820
Der dänische Wissenschaftler Hans Christian Oersted zeigt als erster, dass elektrischer Strom eine Magnetnadel ablenken kann. Damit beweist er, dass Elektrizität und Magnetismus zusammenhängen – und, dass Elektrizität Bewegung erzeugen kann. Er hat zwar noch keine Maschine erfunden, aber der Mechanismus ist verstanden.

1834
Der deutsch-russische Physiker und Ingenieur Moritz Hermann von Jacobi baut in St. Petersburg einen praxistauglichen Elektromotor und setzt ihn in ein acht Meter langes Boot ein. 1838 fährt auf der Newa ein Elektroboot, das von einem Jacobi-Motor mit einer Leistung von 220 Watt angetrieben wird und mit etwa 2,5 km/h eine 7,5 km lange Strecke zurücklegt. Das Boot kann etwa ein Dutzend Passagiere befördern und fährt mit Batteriestrom sogar gegen die Strömung. Sein Elektromotor besteht aus einer hölzernen Tragkonstruktion, auf der vier hufeisenförmige Elektromagnete sitzen; gegenüber stehen weitere Elektromagnete auf einem festen Rahmen. Den Strom liefern große, schwere Kupfer-Zink-Elemente, die viel Platz brauchen und etwa 200 Kilogramm wiegen. Es ist ein Experiment – und der erste historische Beweis, dass ein Elektromotor nicht nur auf dem Papier existiert, sondern tatsächlich Lasten bewegen kann.

1837
Thomas Davenport patentiert in den USA eine elektromagnetische Antriebsmaschine. Die Erfindung ist aber zu teuer und zu unausgereift für den Markt, vor allem wegen der schwachen und kostspieligen Batterien. Davenport baut zwar sogar ein kleines elektrisch betriebenes Schienenfahrzeug, doch eine breite industrielle Anwendung kommt noch nicht zustande.

1856
Der deutsche Ingenieur Werner von Siemens erfindet einen Stromgenerator für einen Telegrafenapparat, indem er eine Spule um einen Eisenkern in Doppel-T-Form legt. Er legt damit eine Wicklung erstmals in zwei Nuten. Das ist ein entscheidender Schritt und bestimmt die spätere Motoren- und Generatorbauweise. Dadurch kann beim Drehen im Magnetfeld Strom zuverlässiger erzeugt werden. Mit der Zeit schafft es Siemens, einen industriefähigen Generator zu entwickeln. Elektrische Energie steht nun in größerem Maßstab zur Verfügung.

1866
Siemens entdeckt anlässlich der Verbesserung eines Minenzündgeräts, dass der im Eisen des Elektromagneten eines Generators zurückbleibende remanente Magnetismus ausreicht, um eine zunächst schwache Spannung im rotierenden Anker zu induzieren – das sogenannte dynamoelektrische Prinzip.

1871
Der belgische Erfinder Zénobe Gramme entwickelt einen leistungsfähigen Gleichstromgenerator, mit einem ringförmigen Anker, um den herum Kupferdraht gewickelt ist. Dadurch läuft die Maschine ruhiger. Später zeigte Gramme auch, dass seine Dynamomaschine umkehrbar ist: Wenn man sie mit Strom speist, arbeitet sie als Elektromotor. Gramme macht damit aus der elektrischen Maschine ein nutzbares Industrieprodukt.

1872
Der Siemens-Mitarbeiter Friedrich von Hefner-Alteneck entwickelt den Trommelanker weiter und verbessert Wirkungsgrad und Laufverhalten. Ältere Konstruktionen verschwinden allmählich vom Markt, weil deutsche Ingenieure die Maschine robuster und industrietauglicher machen.

1887
Friedrich August Haselwander aus Offenburg baut einen frühen Dreiphasen-Synchrongenerator und denkt den Drehstrom in praktische Bahnen. Auch wenn seine Patente und der Betrieb zunächst scheitern, markiert er einen wichtigen deutschen Vorstoß in die neue Welt der Wechselstromtechnik.

1889 
Michael von Dolivo-Dobrowolsky, Chefelektriker der AEG in Berlin, entwickelt den dreiphasigen Käfigläufermotor, also den klassischen Induktionsmotor. Das ist der eigentliche Durchbruch für den modernen Elektromotor: einfach, robust, wartungsarm und für die Industrie viel besser geeignet als viele frühe Gleichstromformen. Zeitgleich entwickeln Nikola Tesla in den USA und Galileo Ferraris in Italien unabhängig voneinander Grundlagen der Wechselstrom-/Drehstromtechnik.

1891
Die AEG realisiert gemeinsam mit der Maschinenfabrik Oerlikon und Charles E. L. Brown eine Übertragung von Drehstrom von Lauffen nach Frankfurt. Dort wird gezeigt, dass elektrischer Strom über rund 175 Kilometer mit wenig Verlust übertragen werden kann. Erst die sichere Stromübertragung macht den großen Einsatz elektrischer Antriebe möglich.

1893
Mit den ersten erfolgreichen dreiphasigen Motoren wird klar, wohin die Reise geht: Der Elektromotor wird zum universellen Arbeitstier der zweiten Industrialisierung. Von nun an bestimmt nicht mehr die Dampfmaschine allein die Fabrik, sondern der elektrische Einzelantrieb an jeder Maschine. In den folgenden Jahrzehnten werden mit der Verbesserung des E-Motors durch Unternehmen wie Siemens und AEG Elektromotoren zum unsichtbaren Rückgrat von Produktion, Haushalt und Mobilität.

1970ER-JAHRE
Mit dem Aufkommen der Elektronik verändert sich der Motor erneut: Leistungselektronik, Frequenzumrichter und eine bessere Regelung machen ihn präziser und sparsamer. Die eigentliche Maschine bleibt oft gleich, aber ihre Steuerung wird intelligenter – ein deutscher Schwerpunkt liegt dabei erneut bei Industrieanwendungen.

2000ER-JAHRE
Effizienz wird zum Leitbegriff. Hersteller konzentrieren sich auf bessere Wirkungsgrade, optimierte Magnetkreise und verbesserte Wicklungstechnik; der Elektromotor wird zum Schlüssel für Energieeinsparung in Produktion, Gebäuden und Verkehr.

2010ER-JAHRE
Mit der Elektromobilität und der Industrie 4.0 rückt der Motor wieder ins Zentrum der Öffentlichkeit. Deutsche Unternehmen nutzen ihre Erfahrung aus dem Maschinenbau, um Antriebe, Steuerungen und Systemintegration enger zu verbinden.

2020ER-JAHRE
Moderne Elektromotoren zeichnen sich durch extrem hohe Wirkungsgrade von bis zu 98 Prozent aus. Sie haben eine kompakte Bauweise bei hoher Leistung und sind digital steuerbar. Elektromotoren treiben Wärmepumpen, Industrieanlagen, Züge, E-Autos und Roboter an. Es gibt verschiedene Bautypen, etwa den Permanentmagnet-Synchronmotor, den Asynchronmotor, den Fremderregten Synchronmotor oder den Axialflussmotor. Manche Typen können auf die Verwendung von seltenen Erden verzichten.