6.1 Aufbau

 
Abbildung 6.1: Schnittbild eines Gleichstrommotors

Abbildung 6.2:Schematischer Querschnitt durch einen Gleichstrommotor

Der Ständer von Gleichstrommaschinen, auch Magnetgestell genannt, besteht aus einem Jochring aus Stahl, ausgeprägten Hauptpolen mit Polkernen und Polschuhen aus Elektroblech und der auf den Polkernen sitzenden Erregerwicklung (Feldwicklung).

Bis zu einer Nennleistung von Loading werden auch permanenterregter Gleichstrommaschinen gebaut. Bei diesen sind die Erregerwicklungen und ihre Polkerne durch Dauermagneten ersetzt. Der Läufer von Gleichstrommaschinen, meist Anker genannt, besteht aus einer Stahlwelle mit aufgepresstem Läuferblechpaket aus Elektroblech. Er trägt die in Nuten befindliche Ankerwicklung und einen Stromwender.

6.2 Wirkung der Erregerwicklung

Abbildung 6.4 zeigt schematisch das durch die Erregerwicklung erzeugte magnetische Feld. Der Luftspalt zwischen Rotor und Stator habe in radialer Richtung die Länge Loading . Nach dem Durchflutungsgesetz ergibt sich für den Erregerstrom Loading die Flussdichte im Luftspalt:

Loading

Loading ist die Windungszahl einer der beiden Erregerspulen und Loading ist die Länge der Feldlinien im Eisen. Oft ist

Loading

dann kann der zweite Term im Nenner entfallen oder man rechnet ersatzweise mit einem etwas vergrößerten Luftspalt. Damit ist die Flussdichte einfacher:

Der magnetische Fluss folgt unter Annahme eines homogenen Feldes und unter Vernachlässigung von Feldverzerrungen an den Rändern der Polschuhe zu:

Loading ist dabei die Länge des aktiven Bereiches in axialer Richtung.

                                                                                                                  Abbildung 6.4: Schematische Darstellung zum Verlauf des Erregerfeldes

                            Abbildung 6.3: Magnetisierungskennlinie mit Sättigung  

Bis zu einer Flussdichte von etwa Loading ist die Flussdichte proportional zu dem Erregerstrom Loading .

Bei einer Flussdichte von etwa Loading beginnt die Eisensättigung, d. h. zur Vergrößerung des Flusses ist eine überproportionale Erhöhung des Erregerstromes erforderlich. Eine Flussdichte von etwa Loading kann in üblichen Eisenarten erreicht werden.

6.3 Kraftwirkung

Auf einen Strom führenden Leiter in einem Magnetfeld wird eine Kraft senkrecht zum Leiter und senkrecht zu dem magnetischen Feld ausgeübt. Mit den in Abbildung 6.5 eingetragenen Zählpfeilen ist nach Gleichung (4.4)

Bei einer Bewegung des Leiters mit der Geschwindigkeit Loading wird in dem Leiter eine Spannung Loading induziert, die nach dem Induktionsgesetz durch die zeitliche Änderung des magnetischen Flusses in der Leiterschleife bestimmt ist: Mit den Angaben in Abbildung 6.5 ist

Loading

Abbildung 6.5: Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter und Induktion in einem Leiter

Ordnet man auf dem Rotor des Eisenkreises nach Abbildung 6.6 parallel zur Achse isolierte Stäbe in Nuten an und sorgt dafür, dass in ihnen unter dem oberen Pol Ströme entgegengesetzt zu den Strömen unter dem unteren Pol fließen, so wird ein Drehmoment auf den Rotor ausgeübt. Es gelten die gleichen Überlegungen, die zu Gleichung (6.3) geführt haben. Die resultierenden Kräfte greifen aber keinesfalls an den stromdurchflossenen Leitern an, sondern sie wirken zum großen Teil auf das Eisen zwischen den Nuten.

Abbildung 6.6: Zur Drehmomentbildung in einer Gleichstrommaschine

Die in Abbildung 6.6 gezeigte Maschine hat eine Rotorwicklung, bei der je zwei (gegenüberliegende) Stäbe zu einer Windung zusammengefasst sind.

Bringt man auf den Rotor mehrere Windungen gleichmäßig verteilt an (Abbildung 6.7), so muss man beachten, dass jede Windung einen „linken" Stab Loading und einen „rechten" Stab Loading hat. Aus Symmetriegründen müssen die linken Stäbe über den ganzen Umfang verteilt werden und die rechten Stäbe müssen dann ebenfalls über den ganzen Umfang verteilt sein. Bei Loading derartiger Windungen mit je einem Hin- und einem Rückleiter gibt es somit Loading Leiter am gesamten Umfang.
Man kann die Windungen von je zwei Spulen in einer Nut übereinander anordnen. Dann sind entweder alle linken Stäbe unten und alle rechten Stäbe oben in den Nuten oder umgekehrt. Verbindet man z. B. auf der Hinterseite des Rotors jeweils die zusammengehörigen Stäbe Loading   zu Windungen und schaltet auf der Vorderseite alle Windungen hintereinander durch jeweils eine Verbindung Loading so entsteht eine symmetrische Wicklung, bei der alle Windungen hintereinander geschaltet sind.

Abbildung 6.7: Schematische Darstellung der Ankerwicklung

Wickelt man den Umfang des Rotors ab, so ergibt sich Abbildung 6.8. Die Stäbe der Unterlage sind der Übersichtlichkeit halber neben die Stäbe der Oberlage gezeichnet, die Verbindungen der Stäbe auf der Rückseite und auf der Vorderseite des Rotors sind ebenfalls in zwei Lagen angeordnet.

Abbildung 6.8: In die Ebene projizierte Ankerwicklung und dem Kommutator mit den Lamellen 1 – 8 und den Bürsten A und B

Bringt man an die Stabverbindungen auf der Vorderseite Kontakte Loading an, so entsteht ein mit dem Rotor umlaufender Kommutator. Stillstehende, mit dem Stator der Maschine mechanisch fest verbundene Kontakte für die Stromzuführung zum Rotor („Bürsten") seien Loading und Loading . Sie sind um Loading gegeneinander versetzt.

Der über eine Bürste der Rotorwicklung zufließende Strom teilt sich in zwei gleich große Ströme auf die beiden Wicklungshälften auf. Dadurch fließen in den beiden Sektoren zwischen den Bürsten, also unter den beiden Polen der Maschine alle Ströme in gleicher Richtung (Abbildung 6.9).

Abbildung 6.9: Zur Wirkungsweise des Kommutators: Trotz Rotation des Ankers ist die Stromrichtung unter den Polen konstant.

Man kann die einzelnen Windungen der Rotorwicklung als Teilwicklungen betrachten und ein Schaltschema (Abbildung 6.10) zeichnen.

Es ergibt sich ein geschlossener Kreis aus den einzelnen Teilwicklungen, in diesem Kreis kann kein umlaufender Strom fließen, da die Summe der induzierten Spannungen im Kreis null ist. Der Strom Loading fließt über die Bürste Loading und teilt sich in zwei Ströme Loading auf, einer fließt gleichsinnig, der andere gegensinnig durch jeweils eine Gruppe von Teilwicklungen. Beide Ströme vereinigen sich am gegenüberliegenden Punkt und fließen durch die Bürste Loading ab.

Abbildung 6.10: Stromaufteilung in der Wicklung durch den Kommutator

Die Rotorwicklung besteht also von den Klemmen Loading , Loading gesehen aus zwei parallelen Zweigen. Die Einzelwicklungen werden in beiden Zweigen durch die Drehung des Rotors zyklisch weitergeschaltet. Dadurch kehrt sich die Stromrichtung in jeder Teilwicklung bei jeder halben Umdrehung um.

Der Kommutator mit Bürsten wirkt also wie ein Wechselrichter, der den zufließenden Gleichstrom in Wechselströme umwandelt und den Teilwicklungen zuführt.

Man erkennt aus den Abbildung 6.6 und Abbildung 6.9, dass eine räumliche feststehende Anordnung von Strömen entsteht, obwohl die Leiter, in denen diese Ströme fließen, mit dem Rotor gedreht werden.

Daher treten durch das Zusammenwirken von magnetischem Feld und Rotorströmen unter dem Pol 1 Tangentialkräfte nach links und unter dem Pol 2 Tangentialkräfte nach rechts auf. Sie bilden das Drehmoment der Maschine.

Die Kraft auf einen Stab, welcher den Strom Loading führt, ist

Die Zahl der Stäbe ist Loading , Kräfte treten jedoch nur an den Stäben unter den Polen auf, da nur hier ein radiales Magnetfeld mit der magnetischen Induktion Loading auftritt. Die Breite eines Poles (am Luftspalt) sei Loading , dann ist der Ausdruck

die (relative) „Polbedeckung". Sie soll so groß wie möglich sein, um einen großen Einfluss in der Maschine zur Wirkung zu bringen, jedoch kann die Polbedeckung nicht gegen Loading gehen, da sonst ein zu großer Polstreufluss (Abbildung 6.11) auftritt, der keine Wirkung auf den Rotor ausübt, aber der durch das Eisen des magnetischen Joches fließt und es in die magnetische Sättigung treiben kann. Übliche Werte für die Polbedeckung liegen zwischen Loading und Loading .

Abbildung 6.11: Feldlinien, die den Anker nicht durchqueren, tragen nicht zum Drehmoment bei

Das Drehmoment der Gleichstrommaschine folgt dann aus Gleichung  (6.4) und (6.5):

Loading

In dieser Gleichung ist Loading   die Leiterzahl im Bereich eines Polschuhs und Loading der Radius des Rotors. Setzt man Gleichung (6.5) ein, so ist:

Mit dem magnetischen Fluss aus Gleichung (6.2) wird das kürzer:

Die Spannung der Gleichstrommaschine kann bei Vernachlässigung der Verluste in der Rotorwicklung durch Gleichsetzen der mechanischen und der elektrischen Leistung berechnet werden:

Loading

Es ist beachtenswert, dass die Gleichungen (6.6) und (6.7)  für Strom und Spannung von Gleichstrommaschinen unabhängig von den Abmessungen der Maschine sind und dass nur die Windungszahl Loading als Faktor vorkommt. Die Abmessungen der Maschine sind natürlich indirekt relevant für das größtmögliche Drehmoment, da der Maximalwert des Flusses vom Eisenquerschnitt des Joches begrenzt ist. Auch der Maximalwert des Stromes ist über die erforderlichen Stabquerschnitte durch die Abmessungen des Rotors begrenzt.

6.4 Mechanische Abmessungen

Als Gedankenexperiment wird ausgehend von einer gegebenen Maschine eine größere Maschine dadurch konstruiert, dass man alle Abmessungen um den Faktor Loading vergrößert. Dies wirkt sich auf das Drehmoment der Maschine folgendermaßen aus:

Die magnetische Flussdichte ist durch die Materialeigenschaften des Eisens bestimmt, also ist der Fluss nur durch die Fläche bestimmt:

Loading

Der Ankerstrom ist hauptsächlich durch die abführbare Verlustleistung bestimmt. Da die maximal zulässigen Temperaturen durch die Werkstoffe bestimmt sind, ist die an der Oberfläche der Maschine abzugebende Wärme nur von der Oberfläche abhängig, also

Loading

Die Verluste im Anker machen einen großen Teil dieser Verluste aus, also

Loading

Der Widerstand Loading nimmt mit der Länge zu und mit wachsendem Querschnitt ab, also

Loading

Somit resultiert für den Ankerstrom

Loading

und mit Gleichung  (6.6) für das Moment

Loading

Das Gewicht der Maschine ist proportional zum Volumen, also:

Loading

Loading

Es ist also zu erkennen, dass bei einer Baureihe von ähnlichen Maschinen das Gewicht etwa proportional dem Nennmoment ist. Die Nenndrehzahl und somit die Nennleistung sind nicht die bestimmenden Größen.

Abmessungen und Gewicht einer Maschine sind durch Nennmoment bestimmt und nicht durch die Leistung, wie man vermuten könnte. (Ähnliche Verhältnisse gibt es auch z. B. bei Verbrennungsmotoren.) (vgl. Abbildung 7.7)

6.5 Feldlinienbild, Ankerrückwirkung

Im Luftspalt der Maschine überlagert sich das Erregerfeld mit den von den stromdurchflossenen Läuferstäben erzeugten Feldern (Abbildung 6.12). Die resultierende Feldkurve ergibt sich durch die Überlagerung der einzelnen Feldkurven.

Abbildung 6.12: Zur Feldverzerrung und Verschiebung der neutralen Zone durch Ankerrückwirkung

Man erkennt, dass durch den Ankerstrom eine Feldverzerrung auftritt. Die erhöhte magnetische Flussdichte an den rechten Polkanten, an denen sich Erregerfeld und Ankerfeld addieren, führt zur lokalen Eisensättigung und dadurch zu einer Verminderung des Erregerflusses, d. h. Drehmoment und die induzierte Spannung sinken. Das ist die „Ankerrückwirkung" der Gleichstrommaschine.

Bei einem Betrieb der Maschine an einer konstanten Spannungsversorgung würde nach Gleichung (6.7) ein verminderter Fluss zu einer erhöhten Drehzahl führen müssen. Mit steigendem Drehmoment würde deshalb auch die Drehzahl ansteigen.

6.6 Kompensations- und Wendepolwicklungen

Die Bürsten müssen so breit sein, dass sie immer mehr als ein Kommutatorsegment überbrücken (üblich ist eine Überdeckung von Loading bis Loading Segmenten). Dadurch werden Stromunterbrechungen vermieden, aber während des Kommutierungsvorganges sind mehrere Schleifen kurzgeschlossen.

In Abbildung 6.13 ist ein Zustand dargestellt, bei dem gerade der Übergang von Loading nach Loading erfolgt.

Die dick markierte Wicklung ist dabei kurzgeschlossen. Ohne die Ankerrückwirkung (Abbildung 6.12) ist in der Pollücke das FeldLoading , eine kleine Verschiebung der kurzgeschlossenen Schleife erzeugt somit auch keine Flussänderung und induziert keine Spannung zwischen den kurzgeschlossenen Kommutatorsegmenten Loading und Loading .

Abbildung 6.13: Kurzschluss einer Windung während des Kommutierungsvorganges

Die Ankerrückwirkung verdreht nun das Feld etwas, sodass die Leiter der kurzgeschlossenen Schleife nicht mehr in dem feldfreien Bereich liegen. Dadurch wird in der kurzgeschlossenen Schleife eine Spannung induziert. Dies erzeugt einen Strom. Wenn die Bürste Loading die Lamelle Loading verlässt, wird dieser Strom abrupt unterbrochen. Dies führt zu starken Funken (Feuern) und damit zu einer Abnutzung der Bürsten. Eine lastabhängige mechanische Verdrehung der Bürsten in der Weise, dass die jeweils kurzgeschlossenen Windungen in der feldfreien Zone liegen, behebt diesen Mangel. Üblich ist jedoch heute folgende magnetische Korrektur:

Es werden zusätzliche „Wendepole" in der Pollücke angeordnet, um die Wirkung der Rotorströme zu kompensieren (Abbildung 6.14). Dazu muss ihre elektrische Durchflutung Loading ebenso groß sein, wie die Rotordurchflutung ^Loading .

Die Wendepole sind also für hohe Durchflutung (viel Kupfer) und nur für geringe Flüsse (kleiner Eisenquerschnitt) auszulegen.

Der Ankerstrom erzeugt neben dem Feld entsprechend Abbildung 6.12 auch einen Streufluss in den Nuten und um die Leiter außerhalb des Blechpaketes (Wickelköpfe). Dieser Streufluss bremst den gleichmäßigen Übergang des Stromes während der Kommutierung und ist ebenfalls Ursache für ein Feuern der Bürsten. Eine etwas stärkere Wendepolwicklung kann auch diesen Effekt weitgehend ausgleichen.

Abbildung 6.14: Die Wendepolwicklungen sind so geschaltet, dass ihr Feld dem Anker(quer)feld entgegenwirkt

Die Feldschwächung durch Sättigung der Polkanten kann durch die Wendepole nur sehr unvollkommen ausgeglichen werden. Bei großen Gleichstrommaschinen ist es deshalb wirtschaftlicher und erfolgreicher, die Wendepolwicklung teilweise in den Hauptpolen unterzubringen (Abbildung 6.15), wodurch die Wirkung der Rotorströme am gegenüberliegenden Teil des Pols kompensiert wird. Derartige Anordnungen werden als Kompensationswicklung bezeichnet. Auf den Wendepolen ist dann kein großer Wickelraum erforderlich.

Diese Maschinen werden kompensierte Gleichstrommaschinen genannt. Sie sind im Betrieb sehr unempfindlich gegen Überlastungen und Kurzschlüsse.

Große Maschinen sind immer kompensiert, bei kleineren Maschinen wird auf die Kompensationswicklung und gelegentlich auch auf eine Wendepolwicklung zu Gunsten eines niedrigen Preises verzichtet. Die Nachteile der Ankerrückwirkung können bei kleineren Maschinen leichter als bei großen Maschinen in Kauf genommen und z. T. durch geeignete Auslegung vermindert werden.
 

Abbildung 6.15: Die Kompensationswicklung in den Polen und die Wendepolwicklung wirken dem Anker(quer)feld entgegen

6.7 Betriebsverhalten und Kennlinien

6.7.1 Spannungsgleichung und Drehmomentgleichung

Die Gleichungen (6.6) und (6.7)  können wie folgt dargestellt werden:

Loading ist die induzierte Spannung

In der Maschinenkonstante Loading sind alle Wicklungsdaten der Maschine zusammengefasst.

Aus Gleichungen (6.8) und (6.9) ist erkennbar, dass die Gleichstrommaschine sich sehr einfach in Bezug auf Drehmoment und Drehzahl regeln lässt:

• Nach Gleichung (6.8) kann die Drehzahl sowohl über die Spannung als auch über den Fluss beeinflusst werden.
• Nach Gleichung (6.9) ist bei gegebenem Fluss das Drehmoment proportional dem Ankerstrom.

Aus diesen Gründen wird die Gleichstrommaschine auch heute noch - trotz ihrer offensichtlichen Nachteile in Bezug auf den Verschleiß von Bürsten und Kommutator - in einer Vielzahl von drehzahl- und drehmomentgeregelten Antrieben eingesetzt.

6.7.2 Fremderregung, Permanenterregung

                                   Loading

Abbildung 6.16: Schaltung der fremderregten Gleichstrommaschine und Ersatzschaltbild für den Ankerkreis

Alle Widerstände des Ankerkreises (Widerstände der Ankerwicklung und anderer Wicklungen wie Wendepolwicklungen und Kompensationswicklungen (s. u.) sowie der Bürsten) sind im Ersatzschaltbild Abbildung 6.16 im Ankerkreiswiderstand Loading zusammengefasst. Im Anker wird die Spannung Loading induziert. Die Feldwicklung wird unabhängig vom Ankerkreis mit einem Erregerstrom Loading gespeist, der den Fluss Loading zur Folge hat. An den Ankerklemmen liegt die Spannung Loading .

Nach Abbildung 6.16 gilt:

Loading

Mit Gleichung (6.9) ist:

Loading

Abbildung 6.17: Kennlinien der fremderregten Gleichstrommaschine
Index Loading :Nennwerte; Loading : Leerlaufdrehzahl

Aus Gleichung (6.11) ergibt sich, dass im Betriebsbereich mit vollem Feld die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinien parallele Geraden sind. Im Feldschwächbereich bei konstanter Ankerspannung ändert sich die Neigung dieser Kennlinien, die Drehzahlverringerung der Maschine bei Belastung wird größer, die Maschine wird „weicher".

Die Nennleerlaufdrehzahl ist

Würde im Leerlauffall die Erregung abgeschaltet (Loading ), so würde die Drehzahl nur durch Reibung begrenzt und unzulässig hohe Werte annehmen („Durchgehen" der Gleichstrommaschine!).

Wie in Abbildung 6.17 ersichtlich, kann die Drehzahl durch „Feldschwächung" (Verringerung von Loading ) über die Leerlaufdrehzahl hinaus auch unter Last angehoben werden. Im Dauerbetrieb darf der Ankerstrom aus Erwärmungsgründen seinen Nennwert nicht überschreiten. Ersetzt man  in Loading Gleichung (6.11) mit Gleichung (6.9) durch

Loading

so erhält man die zulässige Drehzahl im Feldschwächbereich:

Die zulässige Drehzahl im Feldschwächbereich ist also umgekehrt proportional zum Drehmoment.

Loading

Dieser Zusammenhang wird durch eine Hyperbel dargestellt. Sie ist in Abbildung 6.17 mit eingetragen.

Der zulässigen Drehzahlerhöhung ist außerdem, abhängig von der Auslegung der Maschine, eine obere Grenze gesetzt (Fliehkräfte, Kommutierung).

Treibt man die Maschine an (Loading ), so wird Loading , die Stromflussrichtung kehrt sich um und die Maschine wird zum Generator (Loading Quadrant). Für den Betrieb mit umgekehrter Drehrichtung (Loading und Loading Quadrant) ist die Feldwicklung umzupolen.

Man unterscheidet bei der fremderregten Gleichstrommaschine also einen „Ankerstellbereich", in dem die Drehzahl durch Variation der Ankerkreisspannung Loading eingestellt wird und einen „Feldstellbereich", in dem der Ankerkreis an der Nennspannung Loading liegt und die Erregung Loading geschwächt wird.

Die variable Ankerkreisspannung wird heute i. a. aus dem Drehstromnetz mit Hilfe von Stromrichtern erzeugt.

Bei kleinen Motoren wird die Feldwicklung eingespart, stattdessen sind die Pole des Ständers aus einem Permanentmagneten hergestellt. Das Betriebsverhalten entspricht einer fremderregten Maschine, wobei ein Feldschwächbereich natürlich nicht möglich ist.

Bei Antrieben, die keine Drehzahlverstellung erfordern, kann die Erregerwicklung aus der gleichen Quelle wie der Anker versorgt werden. Die Erregerwicklung ist dann einfach parallel zum Anker geschaltet. Diese Variante wird als Nebenschluss-Motor bezeichnet.

6.7.3Reihenschlussverhalten

Abbildung 6.18: Schaltung der Gleichstrom-Reihenschlussmaschine

Die Erregerwicklung ist hier in Reihe mit dem Anker geschaltet, Loading bildet den ohmschen Widerstand der Wicklung ab.

Für die ungesättigte Maschine ist:

Loading

Unter Einbeziehung des Widerstandes Loading der Erregerwicklung ergibt sich die Gleichung für die Klemmenspannung:

Einsetzen der Gleichung (6.15)  und weitere Umformung führt auf die Drehzahl-Drehmoment-Gleichung der Reihenschlussmaschine:

Abbildung 6.19 zeigt das Kennlinienfeld der Reihenschlussmaschine.

Eine Feldschwächung kann dadurch erreicht werden, dass man einen Nebenwiderstand (Shunt) Loading parallel zur Erregerwicklung schaltet und dadurch nicht den vollen Ankerstrom zur Felderregung nutzt.

Abbildung 6.19: Kennlinien des Reihenschlussmotors

Wegen ihrer besonderen Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik (hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl und niedriges Drehmoment bei hoher Drehzahl) ist die Gleichstrom-Reihenschlussmaschine besonders für Antriebe von Fahrzeugen (U-Bahn, Straßenbahn, Hubstaplern) geeignet. Die Spannung und damit die Drehzahl werden hierbei durch Vorwiderstände, Reihen-Parallelschaltungen von Motoren oder elektronische Gleichstromsteller eingestellt. Heute wird in diesen Anwendungen jedoch meistens ein Drehstrommotor mit einem elektronischen Wechselrichter eingesetzt.

Ein „Durchgehen" bei vollständiger Entlastung ist gemäß Gleichung (6.17) beim Reihenschlussmotor ebenfalls möglich; bei den oben genannten Hauptanwendungsgebieten des Reihenschlussmotors tritt eine vollständige Entlastung allerdings in der Praxis nicht auf.

Das Drehmoment kann nach Gleichung (6.15) nur positiv sein. Ein Betrieb als Generator ist deshalb nur für Loading möglich. Die aus Gleichungen(6.14) – (6.17) resultierenden Betriebskennlinien sind aber nur für Sonderfälle brauchbar. Mit einer zusätzlichen fremderregten Wicklung entsteht eine Mischform von Nebenschluss- und Reihenschlussmaschine, die auch als Generator gut geeignet ist und früher viel eingesetzt wurde. Je nach Gewichtung der Reihenschlusswicklung und fremderregten Wicklung können Betriebskennlinien als Überlagerung der Diagramme Abbildung 6.17 und Abbildung 6.19 erreicht werden.

6.7.4 Wechselstrommotoren

Der Reihenschlussmotor ändert seine Drehrichtung nicht, wenn sich die Stromrichtung umkehrt, da sich Feld und Ankerstrom jeweils gleichsinnig ändern. Deshalb kann ein Reihenschlussmotor prinzipiell auch mit Wechselstrom betrieben werden. (Es gibt sogar Bauarten für Drehstrom.) Der Ständer muss dafür natürlich aus Blechen aufgebaut sein. Da bei Wechselstrom die Induktivitäten aller Wicklungen eine wesentliche Rolle spielen, ist eine andere Dimensionierung als bei Gleichstrom nötig. Antriebe in Haushaltsmaschinen und Heimwerker-Werkzeugen sind oft Motoren dieser Art.

Mit Kompromissen gelingt es, eine Auslegung zu finden, die sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom ein brauchbares Betriebsverhalten ergibt (Universalmotoren).

Nebenschlussmotoren sind im Prinzip auch für Wechselspannung geeignet. Da in der Erregerwicklung der Strom jedoch um Loading phasenverschoben gegenüber der Spannung ist, der Ankerstrom jedoch auch einen Wirkstrom beinhaltet, sind Ankerstrom und Feld nicht in Phase und das Drehmoment hat wechselnde Vorzeichen.