Geschichtsklitterung für Tesla, fake facts von Teslagründern

Um es mal richtig zu stellen: Eigentlich müssten wir nicht in einem Tesla fahren, sondern in einem Doliwo-Dobrowolski - zumindest, wenn das Fahrzeug bzw. das Unternehmen nach dem Erfinder der Asynchronmaschine benannt sein soll.

Gestern ist mein Fido mal wieder beim Stichwort „Tesla“ angesprungen und hat mir eine dreist gefälschte „Doku“ auf die Festplatte gelegt. Da die Tesla-Gründer Marc Tarpenning und Martin Eberhard zu Wort kamen und die Namensgebung der von ihnen gegründeten Firma „Tesla“ mit der Erfindung der Asynchronmaschine (ASM) durch Nikola Tesla begründeten, möchte ich das hier mal richtigstellen. Es geht um die auf Kabel eins ausgestrahlte Sendung „Das Tesla-Vermächtnis“, Folge „Militärischer Nutzen“ von 2018.

Die falschen Behauptungen sind umso ärgerlicher, da die (vermutlich) richtigen Bilder der Tesla-Patente überhaupt nicht zum sonstigen Inhalt der Sendung passen. Um den erzählten Quatsch zu widerlegen bemühe ich daher zunächst mal zwei Bilder aus der „Doku“ selbst:

Das Bild zeigt einen mit Wechselstrom („Alternating“) gespeisten Motor von 1896. Im Rotor sind ganz klar Wicklungen erkennbar, die nicht zu einer Asynchronmaschine gehören, sondern zu einer fremderregten Synchronmaschine. Dieser Motor weist allerdings zahlreiche Mängel auf und ich bezweifle, dass er sich überhaupt gedreht hätte: Die Statorwicklung führt zu einem radial außen um den Rotor herumlaufenden Feld. Nur dort, wo das Streufeld aus dem Stator heraustritt, ist innerhalb der Maschine überhaupt ein Feld vorhanden. Im Rotor sind zwei senkrecht aufeinander stehende Wicklungen vorhanden, deren Sinn sich mir überhaupt nicht erschließt, da eine einzige Wicklung ausreichend wäre.

In der Maschine bildet sich auch kein Drehfeld, sondern höchstens ein Wechselfeld aus. Damit könnte diese Maschine nicht einmal anlaufen. Um eine Maschine mit Wechselstrom zu betreiben, bedarf es zusätzlicher Maßnahmen, wie beispielsweise beim Kondensatormotor.

Dieses Bild zeigt eine leicht verbesserte Variante, die man als „Zweiphasen-Synchronmaschine“ bezeichnen könnte. Die Wicklungen sind aus heutiger Sicht weiterhin grausam falsch angeordnet, führen aber wenigstens zu einer drehenden Maschine. Entscheidend ist aber, dass es sich

  1. um eine Synchronmaschine handelt, nicht um - wie falsch behauptet - eine Asynchronmaschine, und
  2. ein Zweiphasensystem, das entgegen der Behauptungen der Doku heute nirgends Verwendung findet. (Auch nicht in den USA, wo ein Einphasen-Dreileiternetz verwendet wird.)

Außerdem passt die Polzahl des Stators (vier) nicht zur Polzahl des Rotors (zwei). Die zwei Wicklungen im Rotor können nicht darüber hinweg täuschen, dass sie tatsächlich nur ein resultierendes Feld mit zwei Polen ausbilden würde. Wenn - wie in der Doku behauptet - die beiden Tarpenning und Eberhard auf diesen Patenten aufbauend die heutigen Tesla-Maschinen entwickelten, dann haben sie im Alleingang aus nicht funktionsfähigen Ansätzen mal eben über 100 Jahre Elektrotechnik entwickelt. Saubere Leistung! :imp:

Die von Nikola Tesla gezeigten Irrungen im Vergleich zu einer heutigen Maschine sind dabei durchaus zeitgemäß. Bei historischen Maschinen stechen einige Merkmale hervor, die auch erst einmal wegoptimiert werden mussten. Zwei weitere Beispiele:

  1. Die ersten Maschinen waren aus massivem Eisen gebaut, was zu erheblichen Wirbelstromverlusten führte. Der Anker im Logo der Robert Bosch GmbH war beispielsweise noch wassergekühlt. Man musste erst mal lernen, dass Bleche deutlich besser sind.
  2. Die Wicklungen historischer Maschinen liegen im Luftspalt zwischen Rotor und Stator - wie man dies heute noch im Physikunterricht sieht. Tatsächlich liegen die Wicklungen aber in Nuten, um den Luftspalt zu verkleinern. Dummerweise läuft das Feld aber im wesentlichen an den Nuten und damit an den stromführenden Leitern vorbei durch die Zähne. Und trotzdem: Sie dreht sich doch! Und das sogar besser.

Zu der Zeit, in der Nikola Tesla in den USA also erste Vorstellungen von einem Drehfeld und einer Synchronmaschine entwickelte, war die Drehstrom-Asynchronmaschine vom Chefkonstrukteur der AEG, Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski lange erfunden, und die Fähigkeiten des neuen Drehstromsystems wurde bereits im Jahr 1891 mit großen Industriemaschinen anlässlich der Drehstromübertragung Lauffen–Frankfurt der Öffentlichkeit präsentiert.

Nikola Tesla hat mit Sicherheit die richtigen Ideen gehabt und entscheidende Beiträge in den USA geleistet, aber er hat weder den dreiphasigen Drehstrom noch die Asynchronmaschine erfunden. Natürlich ist es legitim, den Namen „Tesla“ als einen unter sehr vielen, die zu heutigen Stromsystemen und Maschinen beigetragen haben, auszuwählen. Aber es so darzustellen, als wären sie wesentlich, ist grundfalsch. Tatsächlich haben zur gleichen Zeit mehrere Forscher an Wechselspannung und Drehfeldern gearbeitet. Und wenn es um Teslas Beitrag zu Drehfeldern geht, wäre dann noch Galileo Ferraris zu erwähnen und auf den sehr lesenwerten Artikel „Who Invented the Polyphase Electric Motor? After Galileo Ferraris died in 1897, Westinghouse(with Nikola Tesla) manage to rewrite history using the US court system.“ hinzuweisen.

Ohne Geschichtsklitterung hätten unsere Teslas also auch Ferraris heißen können! :laughing:

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Die populärwissenschaftlichen Sendungen der Privatsender sind so schlecht, dass man sich das wirklich sparen kann. :wink:
Ich würde das Bild 1 aber anders beschreiben. Es ist die obere Hälfte der Abbildung von:
patents.google.com/patent/US555190A/
Darin beschreibt Nikola Tesla: „111 the drawings annexed I have shown, in Figure 1, an alternating-current generator connected with a motor shown diagrammatically and constructed in accordance with my invention, and in Fig. 2 a diagram of a modified form of motor.“
Unter Classifications wird es als „Asynchronous induction motors for single phase current“ eingeordnet.
Mit einem mehrphasigen System hat es offensichtlich nichts zu tun.
Interessant finde ich die doppelt wirkenden Generatorwicklungen. Offenbar hat jede Generatorwicklung (C) ihr gegenläufiges Gegenüber (F). Auch im Motor (Fig. 2) finden sich diese doppelten Wicklungen.

Das zweite Bild stammt aus: patents.google.com/patent/US381968A (um 90° gedrehte Abbildung 4).
Das sieht schon eher wie ein Zweiphasensystem aus Generator und Motor aus.

Insgesamt erinnern mich diese Bilder vielmehr an Reluktanzmaschinen als an Synchronmaschinen (und erst recht keine Asynchronmaschinen) aber ich bin nur (interessierter) Laie auf dem Gebiet der elektrischen Maschinen.
Die Bezeichnungen gehen ja auch wunderbar durcheinander. :wink:
de.wikipedia.org/wiki/Synchron-Reluktanzmotor