Jahr | Gleichstrom | Einphasen-Wechselstrom | Dreiphasen-Wechselstrom |
1820 | Hans Christian Ørsted beobachtet während einer Vorlesung die Ablenkung einer Magnetnadel durch elektrische Ströme. André Marie Ampère entwickelte daraufhin die Theorie des Elektromagnetismus für den statischen Fall. |
||
1821 | Dominique François Jean Arago untersucht die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes. | ||
1826 | Georg Simon Ohm formuliert das nach ihm benannte Gesetz. | ||
1831 | Entdeckung des Induktionsgesetzes durch Michael Faraday. Joseph Henry entdeckt die elektromagnetische Induktion (unabhängig von Faraday). |
||
1831 | Joseph Henry baut den ersten Elektromotor. | ||
1832 | Carl Friedrich Gauss und Wilhelm Eduard Weber erfinden den elektrischen Telegraphen. Joseph Henry entdeckt die Selbstinduktion. |
||
1832 | Auf Vorschlag von Ampère konstruierte Pixii im gleichen Jahr noch eine Maschine, die in der Lage war, einen pulsierenden Gleichstrom zu liefern. Dabei kam ein Vorläufer des Kommutators zum Einsatz. | Dem französischen Mechaniker Antoine-Hippolyte Pixii gelang es den ersten funktionierenden Generator zu bauen. Er stellt den Urtyp aller heutigen Generatoren dar.![]() |
|
1833 | Ritchie erfand den Stromwandler | ||
1834 | Michael Faraday stellt die Gesetze zur Elektrolyse auf. Jean Charles Athanase Peltier: Thermoelektrizität (Peltier-Effekt) Heinrich Friedrich Lenz formuliert die nach ihm benannte Regel: Die induzierte Spannung ist stets so gerichtet, dass das Magnetfeld des durch sie verursachten Stromes der Induktionsursache entgegenwirkt (Folge des Energieerhaltungssatzes). |
||
1834 | Der deutsche Ingenieur Moritz Hermann Jacobi entwickelte im Dienste des russischen Zaren einen der ersten leistungsfähigen (kommerziell einsatzfähigen) Elektromotoren: Der Motor leistete etwa 1 PS und wurde von 64 Platin-Zink-Elementen mit Gleichstrom versorgt. Er trieb ein mit 14 Personen besetztes Boot an, das auf der Newa bei St. Petersburg eine Geschwindigkeit von etwa vier Stundenkilometern erreichte. | ||
1834 | Der deutsche Mechaniker und Kaufmann Johann Philipp Wagner erfand den Unterbrecher und somit die Klingel (Wagnerscher Hammer). | ||
1835 | Michael Faraday entdeckt die Selbstinduktion. Joseph Henry erfindet das elektrische Relais. |
||
1836 | John Frederic Daniell baut die erste technisch geeignete elektrische Batterie (Kupfer-Zink-Batterie). | ||
1838 | Johann Philipp Wagner übertrug die oszilierende Bewegung des Wagnerschen Hammers mit einer Schrittmechanik auf ein Zahnrad und konnte so die elektromagnetische Kraft motorisch nutzbar machen. | ||
1839 | Antoine César Becquerel entdeckt den Fotovoltaischen Effekt. | ||
1842 | James Prescott Joule misst die Wärmewirkung des elektrischen Stromes. Christian Johann Doppler entdeckt den nach ihm benannten Effekt, dass bei jeder Art von Welle (Schallwelle, elektromagnet., Lichtwelle) eine änderung der Frequenz eintritt, sobald sich Beobachter und Wellenerreger relativ zueinander bewegen. |
||
1843 | James Prescott Joule: Mechanisches und elektrisches Wärmeäquivalent. | ||
1844 | Alexander Bain konstruiert die erste elektrische Uhr. | ||
1845 | Michael Faraday: Dia- und Paramagnetismus Michael Faraday: Drehung der Polarisationsebene von Licht im Magnetfeld (Faraday-Effekt) |
||
1846 | Gustav Robert Kirchhoff: Gesetze der Stromverzweigung (kirchhoffsche Gesetze) | ||
1847 | Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz formuliert den allgemeinen Energieerhaltungssatz. | ||
1851 | Franz Ernst Neumann: Aufstellen der Formel für das Induktionsgesetz | ||
1854 | Heinrich Göbel baut die erste brauchbare Glühlampe. | ||
1859 | Julius Plücker entdeckt die Kathodenstrahlen und ihre Fluoreszenz auslösende Wirkung. Gaston Planté erfindet den Akkumulator. |
||
1861 | Johann Philipp Reis erfindet das Telefon. | ||
1865 | James Clerk Maxwell stellt die nach ihm benannten Gleichungen der Elektrodynamik auf. | ||
1866 | Werner von Siemens: Erste selbsterregende Dynamomaschine (dynamoelektrisches Prinzip) | ||
1869 | Johann Wilhelm Hittorf stellt die Ablenkbarkeit von Kathodenstrahlen in einem Magnetfeld fest. | ||
1869 | Zénobe Théophile Gramme konstruiert den ersten kommerziell einsetzbaren Gleichstromgenerator. | ||
1873 | James Clerk Maxwell: Licht als elektromagnetische Welle | ||
1875 | John Kerr entdeckt den nach ihm benannten elektrooptischen "Kerr"-Effekt und 1876 den magnetooptischen "Kerr"-Effekt Karl Ferdinand Braun: Entdeckung des Sperrschicht-Effekts an einer Metall-Halbleiter-Kombination |
||
1877 | Thomas Alva Edison konstruiert das Kohlekörner-Mikrofon. | ||
1879 | Thomas Alva Edison: Kohlefadenglühlampe Edwin Herbert Hall entdeckt den nach ihm benannten Effekt. |
||
1880 | Pierre Curie und Paul Jacques Curie: Elektrische Eigenschaften der Kristalle, Piezoelektrizität | ||
1881 | Hermann Hollerith entwickelt den ersten elektromechanischen Rechner. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz: Begriff des elektrischen Elementarquantums. Auf dem '1. Internationalen Elektrizitätskongress' in Paris werden die elektrischen Einheiten Volt, Ampère und Ohm eingeführt. |
||
1881 | Nicola Tásla entwickelte ab 1881 (unabhängig von G. Ferraris und F. Haselwander) das Prinzip des Elektromotors mit rotierendem Magnetfeld (Drehstrommotor). | ||
1882 | Svante Arrhenius: Theorie der elektrolytischen Dissoziation. | ||
1883 | Thomas Alva Edison entdeckt den glühelektrischen Effekt (Edison-Effekt). | ||
1883 | William Stanley erfindet den Transformator. | ||
1884 | Alexander Siemens erwähnte in der Literatur, dass ein Gleichstrom-Hauptschlussmotor, dessen Statoreisen zur Vermeidung starker Wirbelströme lamelliert ist, mit Wechselstrom betrieben werden kann, da bei gleichzeitiger Umkehr des Stromes in der Rotor-, als auch in der Statorwicklung die Drehrichtung des Drehmomentes gleich bleibt. Hauptschlussmotoren wurden anfangs der neunziger Jahre bis zu Motorenleistungen von 50 PS gebaut. |
||
1887 | Heinrich Rudolph Hertz erzeugt elektromagnetische Wellen. Er entdeckt den äusseren lichtelektrischen Effekt. | ||
1887 | Nicola Tásla gab das Mehrphasensystem zur elektr. Energieübertragung an. | ||
1887 | Elihu Thompson untersucht die Wirkung von Wechselfeldern auf in sich geschlossene Spulen und Ringe:
Bringt man diese Schräg in ein Wechselfeld, so wirkt auf sie ein Drehmoment, welches sie in die parallele Lage zum Wechselfeld (Lage der max. Reaktanz) zurückbringen will.
Diese Kraft nutzt E. Thompson zum Bau eines Wechselstrommotors.
In diesem Motor kann sich aber kein Drehbfeld ausbilden, da sich ein kontinuierliches Drehmoment aufgrund des fehlenden Feldeisens und der nur wenigen kurzgeschlossenen Spulen mit pulsierenden Feld nicht aufbauen kann. E. Thompson sah seine Erfindung auch nicht als eigentlicher E-Motor, sondern vielmehr als Anlaufhilfe. Trotzdem kann seine Erfindung als Vorläufer des Repulsionsmotors betrachtet werden. |
||
1888 | Wilhelm Ludwig Franz Hallwachs untersucht den äusseren lichtelektrischen Effekt (auf Anregung von H. R. Hertz). | ||
1888 | Ottó Titusz Bláthy erfand zur Vehinderung der durch Selbstinduktion entstehenden Feldverzerrung bei den Hauptpolen die Kompensationswicklung. Zudem reduzierte er durch eine serielle Zwischenschaltung von Widerständen zwischen Kommutator und Rotorwicklungen das Bürstenfeuer. | ||
1891 | Hendrik Antoon Lorentz stellt die nach ihm benannte Transformation auf (Lorentz-Kontraktion).
George Johnstone Stoney vermutet, dass Elektrizität aus Elementarteilchen besteht. Er schlägt die Bezeichnung 'Elektron' für die kleinste Ladungseinheit vor. Heinrich Rudolph Hertz bemerkt die Durchlässigkeit dünner Metallschichten für Kathodenstrahlen. |
||
1891 | Nicola Tesla konstruiert den 'Tesla'-Transformator. | ||
1892 | E. Arnold konzipierte im Dienste der Maschinenfabrik Oerlikon den ersten Repulsionsmotor. Aufgrund des Bürstenfeuers kann der Motor aber nicht dauerhaft betrieben werden. | ||
1893 | Charles Proteus Steinmetz gelingt als Erstem die Berechnung von Wechselstromkreisen. Julius Elster und Hans Friedrich Geitel: Entwicklung der Fotozelle. |
||
1894 | Die Maschinenfabrik Oerlikon baut einen Repulsionsmotor mit Kurzschlussvorrichtung:
Nach dem Anlaufen als Repulsionsmotor werden die Bürsten abgehoben und die Rotorwicklungen in sich kurzgechlossen.
Damit wird das Bürstenfeuer des Repulsionsmotors erfolgreich eliminiert.
Seit 1897 wird dieser Motor von der Wagner Electric Mfg. Co., USA mit grossem Erfolg hergestellt. Die Konstruktion ist unter dem Namen 'Wager-Motor' sehr verbreitet. |
||
1897 | L.B. Atkinson baut einen Repulsionsmotor mit zwei Statorwicklungen, die senkrecht zueinander stehen (Arbeits und Erregerachse). Die Rotorachse wird in Richtung der Arbeitsachse kurzgeschlossen und in Richtung der Erregerachse erregt. | ||
1898 | Miksa Déri erkannte den Vorzug der 'Wagner-Motoren' und konstruierte ebenfalls einen als Repulsionsmotor anlaufenden Induktionsmotor. Die Umschaltung erfolgte durch Änderung der Polzahl im Stator. | ||
1902 | Westinghouse El. u. Mfg. Co., USA, baute für die elektrische Eisenbahn Washington-Baltimore-Annapolis Wechselstrommotoren ähnlich der Gleichstrom-Serie-Motoren. Damit die Motoren bei grosser Leistung befriedigend funktionierten verwendete man eine Periodenzahl von nur 16.66 Hz. | ||
1903 | Im Preussischen Oranienburg in Deitschland stellt die UEG eine Versuchsbahn vor, welche die Motorentechnik von Latour, Winter und Eichberg verwendet. |
Der Gleichstrommotor ist die älteste Form des Elektromotors. Erste schwache, aber funktionstüchtige Motoren wurden noch vor der Entwicklung des Generators; die Stromversorgung erfolgte ab Batterie.
Dieses Elektromotorenprinzip basiert auf einem vom niederländischen Physiker Hendrik Antoon Lorentz entdeckten Naturgesetz, dass ein stromdurchflossener Leiter in einem Magnetfeld quer zu
diesem abgelenkt wird.
Im Stator, dem feststehenden, statischen Teil des Motors erzeugen Dauermagnete oder sogenannte Statorwicklungen ein Magnetfeld analog einem Hufeisenmagneten mit einem Nord- und einem Südpol.
Der Leiter des Rotors (Anker), dem rotierenden Element des Motors, wird an eine elektrische Spannung angeschlossen. Der fliessende Leiterstrom bewirkt nun eine seitliche Ablenkungskraft
(Lorentz-Kraft). Das dadurch entstehende Drehmoment lässt den Anker rotieren. Der Drehsinn des Drehmomentes hängt von der Lage des Polfeldes und von der Stromrichtung im Leiter ab.
Ein Stromwender (auch Kommutator oder Kollektor genannt) lässt den Strom in Abhängigkeit der Lage des Rotors immer in die selbe Richtung fliesst. Dadurch werden die Leiter der
Rotorwicklung immer auf die selbe Seite abgelenkt, was einen gleichbleibenden Drehsinn des Motorendrehmomentes zur Folge hat. Somit ändert sich aber auch mit jeder halben Umdrehung die
Flussrichtung des Stromes in der Rotorwicklung. Dies führt zu Problemen mit den Gesetzmässigkeiten der sogenannten Hysterese - dem Fortdauern einer Wirkung nach dem Aufhören der
Ursache:
Ein Stromfluss bewirkt einen Aufbau eines Magnetfeldes um den Leiter. Wird der Stromfluss unterbrochen, induziert das noch weiterhin bestehende Magnetfeld bis zu seinem vollständigen Abbau eine
Spannung in den Leiter zurück (Selbstinduktion). Da dieser Abbau mit einer physikalisch bedingten Trägheit vonstatten geht, 'kollidiert' das selbstinduzierte Potential mit der am Kommutator
eingespeisten, bereits umgepolten elektrischen Energie: Wirkungsgradverluste sind die Folge, welche sich für den Betrachter vor allem in Form von starkem Bürstenfeuer (Funkenbildung
zwischen Bürsten und Kollektor) bemerkbar macht.
Mit zunehmender Motorendrehzahl und somit mit stetig schneller werdenden Umpolungsprozessen nimmt diese Problematik zu. Mehr noch als die Drehzahl des Motors fallen aber die Stärke der
aufgebauten Magnetfelder und die Masse der magnetisierten Stoffe wie z.B. das Kerneisen ins Gewicht. Während leistungsschwache und massearme Kleinmotoren keine mildernden Massnahmen erfordern,
benötigen Gossmotoren ab ca. 50 kW Abgabeleistung entsprechende technische Vorkehrungen. Der Abbau der selbstinduzierenden Magnetfelder wird dort durch kompensierende Magnetfelder beschleunigt.
Diese erforderlichen magnetischen Energien werden in sogenannten Kompensations- und Wendepolwicklungen erzeugt.
Die Statorwicklungen als Hauptpole erzeugen ein Magnetfeld, welches sich über das Eisenpacket des Rotors (Anker) schliesst.
Bei leistungsstarken Motoren wird das Statormagnetfeld nicht mit Dauermagneten sondern mit Elektromagneten erzeugt. Je nachdem, wie die sogenannte Statorwicklung in den Stromkreis geschaltet wird, spricht man von Reihenschluss-, Nebenschluss-, Doppelschluss oder fremderregtem Motor. Die Schaltungsart verleiht dem Motor unterschiedliche Arbeitscharakteristiken. Folgende Aufstellung soll bezüglich Charakteristik und Einsatzbereich einen kleinen überblick verschaffen:
Reihenschluss-, Hauptschluss- oder Seriemotor | Fremderregter Motor | Nebenschlussmotor | Doppelschluss-, Verbund- oder Compoundmotor |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
1 Fremderregerwicklung (bei Motoren mit kleiner Leistung auch Dauermagnete)
2 Nebenschlusserregerwicklung 3 Reihen- bzw. Hauptschlusserregerwicklung 4 Richtung des magn. Feldes 5 Richtung der Ankerrückwirkung 6 Drehrichtung (Vorzeichen und Richtungspfeile gelten für rechtsgängige Wicklungen) |
|||
Bei Schaltung des Gleichstrommotors als Reihenschlussmotor fliesst der Ankerstrom auch durch die Erregerwicklung.
Der magnetische Fluss nimmt dann nahezu proportional mit dem Strom zu und hängt dadurch in starkem Masse vom Drehmoment (und damit der Belastung) ab.
Daher muss die Drehzahl mit zunehmendem Drehmoment immer kleiner werden; der Reihenschlussmotor hat ein weiches' Drehzahlverhalten.
Da sich seine Drehzahl bei Entlastung unzulässig erhöht ("Durchgehen" des Motors), darf er nie im Lehrlauf betrieben werden. Wegen seines hohe Anlaufmomentes bei mässiger Stromaufnahme eignet er sich bestens als Antriebsmotor für Fahrzeuge (elektrische Bahnen und Omnibusse), aber auch zum Antrieb von Ventilatoren. Kleine Reihenschlussmotoren bis etwa 500 Watt werden in voll geblechter Ausführung als Allstrommotoren oder Universalmotoren für Gleich- und Wechselstromspeisung ausgeführt. |
Beim fremd- oder nebenschlusserregten Gleichstrommotor liegt die Erregerwicklung an einer konstanten Spannung.
Der magnetische Fluss ist dadurch nicht lastabhängig.
Der Ankerstrom hingegen verhält sich proportional zum belastenden Drehmoment.
Mit zunehmendem Drehmoment/Ankerstrom wird die Drehzahl gegenüber der Leerlaufdrehzahl, entsprechend den ohmschen Spannungsabfällen im Stromkreis des Ankers, nur wenig kleiner:
Man spricht von einem harten Drehzahlverhalten. Steigert man den Erregerstrom, dann wird die Leerlaufdrehzahl kleiner, da bei einem grossen magnetischen Fluss bereits eine kleinere Drehzahl ausreicht, damit die erforderliche Spannung im Anker induziert wird.
Der fremd- und nebenschlusserregte Gleichstrommotor eignen sich für Anwendungen, die ein weitgehend lastunabhängiges Drehzahlverhalten erfordern (Werkzeugmaschinen, Aufzüge). Betriebsweise: Fremd- und nebenschlusserregte Gleichstrommotoren, ausser Motoren ganz kleiner Leistung, müssen über einen Vorwiderstand angelassen werden (Anlasser), da bei stillstehendem Motor im Anker noch keine Spannung induziert wird, die ausser dem Ohmschen Spannungsabfall der Klemmenspannung das Gleichgewicht halten könnte. |
Der Doppelschlussmotor besitzt ausser der Neben-schlusserregerwicklung noch eine zusätzliche, vom Ankerstrom durchflossene Reihenschlusswicklung; er ist eine Kombination aus Neben-schluss- und Reihen-schlussmotor. Beider Erreger-wicklungen wirken in gleichem Sinne (übercompoundierung). Der Doppelschlussmotor hat ebenso wie der fremderregte und der im Nebenschluss erregte Motor eine über die Erregung einstellbare Leerlaufdrehzahl. Die Drehzahlkennlinie aber ist weicher, d.h. je nach Bemessung der Reihen-schlusswicklung nimmt die Drehzahl bei zunehmender Beilastung mehr oder weniger stark ab. Doppelschluss-motoren werden zum Antrieb schwerer Schwungrad-antriebe bei Pressen und Schmiedemaschinen verwendet. | |
Treibt man einen fremd- oder nebenschlusserregten Motor mit einer grösseren als der Leerlaufdrehzahl an, dann arbeitet er als Generator.
Beim Doppelschlussgenerator sind sowohl die Nebenschluss-, als auch die Reihenschlusswicklung auf dem selben Hautpol angeordnet. Meist ist die Reihenschlusswicklung so geschaltet, dass der Magnetismus der Nebenschlusswicklung bei Belastung zunimmt. Damit vergrössert sich die abgegebene Generatorspannung gegenüber einem Nebenschlussgenerator. Bei 'untercompoundierten' Doppelschlussgeneratoren nimmt die Spannung bei Belastung ab, bei 'übercompoundierten' nimmt sie entsprechend zu. Sie sind in der Regel so bemessen, dass die abgegebene Spannung beinahe belastungsunabhängig ist. Doppelschlussgeneratoren sind die wichtigsten Gleichstromgeneratoren und werden z.B. als Erregergeneratoren für Synchron-Wechselstromgeneratoren verwendet. |
|||
Bei allen Arten von Gleichstrommotoren kann die Drehzahl auch durch Veränderung der Ankerspannung beeinflusst werden.
Bei kleinen Leistungen kann dies durch einen Widerstand im Ankerkreis geschehen (Schaltung wie beim Anlasser), bei grossen Leistungen verwendet man die Leonard-Schaltung.
Zur Verbesserung der Kommutation erhalten Gleichstrommotoren meist Wendepole und bei grossem Drehzahlbereich auch eine Kompensationswicklung.
Die vom Magnetfeld in der Ankerwicklung induzierte Spannung ist dem Produkt aus der Drehzahl des Ankers und dem magnetischen Fluss proportional; die induzierte Spannung muss, zusammen mit den ohmschen Spannungsabfällen im Stromkreis des Ankers, der Klemmenspannung das Gleichgewicht halten. Das Drehmoment ist dem Produkt aus Ankerstrom und magnetischem Fluss proportional. |
1884 erwähnte Alexander Siemens in der Literatur, dass ein Gleichstrom-Hauptschlussmotor, dessen Statoreisen zur Vermeidung starker Wirbelströme lamelliert ist, mit Wechselstrom betrieben werden kann, da bei gleichzeitiger Umkehr des Stromes in der Rotor-, als auch in der Statorwicklung die Drehrichtung des Drehmomentes gleich bleibt. Mit dieser Erkenntnis wurde es möglich, den transformierbaren Einphasen-Wechselstrom als Energiequelle für mechanische Arbeit zu verwenden.
Der Repulsionsmotor wird mit Einphasen-Wechselstrom betrieben. Der Stator und der Rotor sind gleich ausgeführt wie beim Gleichstrom-Seriemotor. Es wird jedoch nur die Statorwicklung an das Stromnetz angeschlossen und in den meisten Anwendungen mit konstanter Spannung versorgt. Die Ankerwicklung ist über den Kollektor kurzgeschlossen. Die Bürstenbrücke ist am Kollektorumfang verschiebbar.
Das veränderliche Statorfeld induziert in der Rotorwicklung eine Spannung. Stehen die kurzgeschlossenen Bürsten in der neutralen Zone, so heben sich die in der Ankerwicklung induzierten
Spannungen gegenseitig auf und in den Rotorleitern fliesst kein Strom.
Wird die Bürstenbrücke verschoben, so werden die induzierten Spannungen nur noch teilweise kompensiert, was ein Stromfluss über die Ankerwicklungen und den Kollektor zur Folge hat.
Dadurch entsteht ein Drehmoment, welches den Anker rotieren lässt. Durch weiteres Verschieben der Bürstenbrücke wächst das Drehmoment und somit auch die Drehzahl.
Verschiebt man die Bürstenbrücke im umgekehrten Sinn aus der neutralen Stellung, so wechselt auch die Drehrichtung. Beim Repulsionsmotor erfolgt also das Anlassen, die stufenlose
Drehzahlregulierung und die Umkehr der Drehrichtung lediglich durch Bürstenverschiebung. In dieser Einfachheit liegt der überragende Vorteil diese Motorenbauart begründet:
Repulsionsmotoren benötigten keine zusätzlichen teuren und wartungsintensiven Installationen wie Wendeschalter und Spannungsregler (Stufenschalter, Widerstandsgruppen, etc.).
Im kleinen und mittleren Leistungsbereich finden Repulsionsmotoren auch heute noch sinnvolle Einsatzbereiche. Als Hochleistungsmotoren konnten sie sich jedoch nicht behaupten: Das Kurzschliessen der Ankerwicklungen über die Bürsten hat zur Folge, dass beim Anlaufen der maximale Kurzschlussstrom über den Kollektor fliesst. Dabei steigen die aufgenommenen Stromwerte kurzzeitig auf ca. 110 % bis 120 % der maximal zulässigen Motorenströme an. (Verglichen mit dem Serie-Motor sind diese Werte etwa drei bis vier mal höher!) Entsprechend stark ist das Bürstenfeuer (Funkenbildung) und somit der elektroabrasive Verschleiss an Bürsten und Kollektor. Eine gleichzeitig auftretende äusserst ungünstige Phasenverschiebung cosp erschwert die Regulierung der möglichst konstanten Versorgungsspannung in den Elektrizitätswerken. Um der Phasenverschiebung entgegen zu wirken setzten Bahnbetriebe, welche Lokomotiven mit Repulsionsmotoren betrieben, Kompensationskondensatoren in den Umformerwerken ein.
Oft werden grosse Repulsionsmotoren fälschlicherweise generell als Déri-Motoren bezeichnet. Unter «Déri-Motor» wird aber ein Repulsionsmotor mit doppeltem Bürstensatz verstanden, wobei eine Bürstenbrücke zur Drehzahlsteuerung bewegt wird, während die andere stets in der neutralen Zone in der Achse der Statorwicklung verbleibt. Diese doppelte Führung des Kollektors bewirkt eine bessere Angleichung der Felderregerkurve an die optimale Sinusform, womit eine Steigerung des Wirkungsgrades der Motoren erzielt werden konnte.
Der wirtschaftliche Vorteil des leicht erhöhten Wirkungsgrades der Déri-Motoren vermochte im Eisenbahnwesen die doppelten Unterhaltskosten der ohnehin schon sehr teuren Kollektoren und Bürsten nicht zu kompensieren. Oft wurde deshalb im Zuge grösserer Revisionen der zweite Bürstensatz nachträglich wieder ausgebaut und somit der Déri-Motor zu einem gewöhnlichen Repulsionsmotor «degradiert».
Als 1892 der Repulsionsmotor und 1905 schliesslich der vom ungarischen Eletrotechniker Miksa Déri erfundene Déri-Motor der Eisenbahnfachwelt vorgestellt werden konnte, schienen diese die ersten brauchbaren Lösungsvorschläge für eine ganze Reihe bisher ungelöster Probleme zu sein:
Aufgrund der grossen technologischen Erfolge der Einphasen-Wechselstrom-Serie-Motoren im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts fanden in der Schweiz Repulsions- oder Déri-Motoren als Antrieb für Elektrolokomotiven fast keine Verbreitung mehr. Immerhin beschaffte die Rhätischen Bahn RhB gleich neun Lokomotiven mit reinen Repulsionsmotoren. Zwei kleine Ge 2/4 - Lokomotiven sind der Nachwelt erhalten geblieben.
Die Wiener Ingenieure Gabriel Winter und Friedrich Eichberg entwickelten zwischen 1900 und 1904 bei der AEG in Berlin eine Form eines Einphasen-Wechselstrom-Motors, der als Kombination eines
Repulsionsmotors mit einem Serie-Motor verstanden werden könnte: Die in normalspurigen Lokomotiven eingebauten Winter-Eichberg-Motoren sind nur wenig kleiner als die riesigen Repulsionsmotoren
und vom optischen Aufbau her auf den ersten Blick kaum von diesen zu unterscheiden. Die Statoren verfügen aber neben Gleichstromwicklungen noch über Kompensationswicklungen und Wendepole
analog der Serie-Motoren.
Der Winter-Eichberg-Motor wird in Repulsionsschaltung mit konstanter Statorspannung mit über dem Kollektor kurzgeschlossenen Ankerwicklungen angelassen. Ist der Motor in Bewegung, wird er
ähnlich dem Serie-Motor weiterbetrieben: Ein Teil der Spannung versorgt die Rotor- und Erregerwicklungen, der andere Teil speist die Kompensationswicklungen und die Wendepole. Ein
Spannungsteiler teilt die Fahrspannung in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit auf.
Mit dem Winter-Eichberg-Motorenprinzip versprach man sich eine besonders feinfühlige Regelung der Geschwindigkeit und der Zugkraft. Die elektrotechnischen Anlagen waren aber aufwendiger und entsprechend störungsanfälliger als bei Serie-Motoren und die negativen Eigenschaften der Repulsionsmotoren beim Anfahren blieben bestehen. Zudem war der Bedienungsaufwand für das Lokpersonal sehr gross, da dieses in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit zusätzlich zu den Fahrstufen manuell die verschiedenen Betriebsmodi vorzuschalten hatte.
Der Winter-Eichberg-Motor wurde von der AEG in Deutschland gebaut und als Fertigprodukt in die Schweiz importiert. In der Schweiz fand er zum ersten mal in der von der Münchner
Lokomotivbaufabrik Krauss & Cie gebauten Probelokomotive Fb 2 x 2/3 Nr. 101 bei der BLS Verwendung. Die in sie gesetzten Erwartungen erfüllte die Lokomotive in vielerlei Hinsichten nicht,
worauf sie von der BLS 1912 - nach nur zweijährigem Probebetrieb - an die AEG zurückgegeben wurde.
Die Rhätische Bahn bestellte bei der AEG die komplette elektrische Ausrüstung für die in Winterthur von der SLM gebauten Ge 4/6 Nr. 391. Wie auch ihre beiden mit Repulsionsmotoren
bestückten Schwesterlokomotiven Nr. 301 und Nr. 302 war die Lok Nr. 391 den mit Serie-Motoren ausgerüsteten Lokomotiven Nr. 351 bis Nr. 355 deutlich unterlegen. Anders als bei der BLS wurde
dieses Triebfahrzeug 1913 trotzdem in den Fahrzeugbestand der RhB übernommen und verblieb bis 1974 im Einsatz.