Warum läuft ein Spaltpolmotor nur in eine bevorzugte Drehrichtung?
Der Spaltpolmotor gehört zu den einfachsten Wechselstrommotoren. Man findet ihn unter anderem in kleinen Lüftern, Pumpen, Gebläsen, Stellmechanismen und Haushaltsgeräten. Auffällig ist dabei, dass sich ein solcher Motor nach dem Einschalten nicht beliebig in beide Richtungen drehen lässt. Er besitzt eine klar ausgeprägte bevorzugte Drehrichtung. Der Grund dafür liegt nicht in einer elektronischen Steuerung, sondern in der besonderen Konstruktion des Stators. Ein Spaltpolmotor besitzt einen Hauptpol, der teilweise von einer sogenannten Kurzschlusswindung umschlossen wird. Diese Windung besteht meist aus einem Kupferring oder einer kurzen Kupferspule und wird häufig als Spaltring bezeichnet. Wird die Statorwicklung an Wechselspannung angeschlossen, entsteht ein zeitlich veränderliches Magnetfeld. Dieses Feld durchdringt sowohl den ungeschirmten Bereich des Pols als auch den Bereich innerhalb des Spaltrings. Im geschlossenen Kupferring wird durch die magnetische Änderung eine Spannung induziert. Dadurch fließt ein Strom in der Kurzschlusswindung, der wiederum ein eigenes Magnetfeld erzeugt. Dieses zusätzliche Feld ist gegenüber dem Magnetfeld des Hauptpols zeitlich verschoben. Genau diese Phasenverschiebung ist der entscheidende Punkt. Dadurch baut sich das Magnetfeld nicht überall gleichzeitig auf und ab. Auf einer Seite des Pols entsteht das Magnetfeld etwas früher, auf der anderen Seite etwas später. Für den Rotor wirkt das wie ein magnetisches Feld, das sich räumlich über den Pol hinweg verschiebt. Der Rotor versucht diesem wandernden Feld zu folgen und beginnt sich in die durch die Anordnung des Spaltrings vorgegebene Richtung zu drehen. Würde man die Versorgungsspannung einfach umpolen, ändert sich bei einem Wechselstrommotor dieser Bauart die bevorzugte Drehrichtung nicht. Der Grund ist, dass sich die Phasenlage zwischen Hauptwicklung und Kurzschlussring ebenfalls nicht in der erforderlichen Weise umkehrt. Beide Magnetfelder ändern ihre Polarität gemeinsam. Die zeitliche Verschiebung bleibt jedoch an derselben räumlichen Stelle bestehen. Genau deshalb kann ein Spaltpolmotor nicht ohne Weiteres durch Vertauschen zweier Anschlüsse umgepolt werden. Bei vielen anderen Motorarten lässt sich die Drehrichtung durch eine gezielte Änderung der Wicklungsanschlüsse beeinflussen. Beim Spaltpolmotor müsste dagegen die räumliche Position der Kurzschlusswicklung verändert werden. Praktisch wäre das nur durch einen konstruktiven Eingriff am Stator möglich. Ein weiterer interessanter Punkt ist das Anlaufmoment. Der Spaltpolmotor besitzt aufgrund seiner einfachen Konstruktion nur ein relativ geringes Anlaufmoment. Seine Vorteile liegen eher in niedrigen Kosten, kompakter Bauweise, geringer Wartung und unkomplizierter Stromversorgung. Für Anwendungen mit hoher Leistung oder einer häufig benötigten Drehrichtungsumkehr ist diese Motorbauart daher weniger geeignet. Die bevorzugte Drehrichtung ist somit eine direkte Folge des magnetischen Aufbaus. Der Kupferring erzeugt keine klassische zweite Motorphase, sondern verschiebt den magnetischen Verlauf über einen Teil des Pols. Aus dieser kleinen konstruktiven Besonderheit entsteht ein schwaches Drehfeld, das den Rotor zuverlässig in eine bestimmte Richtung anlaufen lässt. Gerade diese einfache Lösung macht den Spaltpolmotor technisch interessant: Ohne Elektronik und ohne aufwendige Mehrphasenwicklung erhält man einen selbstanlaufenden Motor mit festgelegter Drehrichtung.
