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K. enntnisse tiber elektrische Maschinen werden von jedem Ingenieur verlangt, der mit der elektrischen Antriebstechnik in Beriihrung kommt. Daher ist dieses Thema ein wich tiger Tell der Ingenieurausbildung in Elektrotechnik und Maschinenbau, an Fachhoch schulen und Technischen Universitaten. Schwerpunkt dieses Studienbuches ist die Beschreibung der Wirkungsweise elektrischer Maschinen im stationiiren Betrieb, ergiinzt durch eine Einftihrung in die Antriebs- und die Stromrichtertechnik, urn das Zusammenwirken der elektrischen Maschine mit der angekoppelten Arbeitsmaschine bzw. dem elektronischen Stellglied bei drehzahlgesteu erten Maschinen zu erlautem. Urn Umfang und Schwierigkeitsgrad in Grenzen zu halten, werden bewu~t eine Reihe wichtiger Probleme, wie z. B. das der Feldoberwellen, ausge klammert. Au&rdem wird auf die Vielzahl bekannter Sonderbauformen, insbesondere im Bereich der Kleinmaschinen, nicht eingegangen. Die Grundlagen der Elektrotechnik setze ich a1s bekannt voraus. Der erste Abschnitt soll dazu dienen, bekannte Begriffe und verwendete Bezeichnungen zusammenfassend darzustellen. Urn die relativ komplizierten zeit- und raumabhangigen Vorgange in den Drehfeldmaschinen einer mathematischen Beschreibung zuganglich zu machen, wird im Anschlu~ an eine ausflihrliche physikalische Interpretation die Methode der kom plexen Raurnzeiger eingeflihrt. Hiermit erhiilt man die allgemeinen Differential-Glei chungen der Grundwellenmaschine, mit denen die Behandlung dynamischer Vorgange und bestimmter Regelungsprinzipien mOglich ist. Diese Gleichungen werden zur Beschrei bung des stationaren Zustandes umgeformt und anschlie~end durch Vemachlassigungen soweit vereinfacht, d~ die Auflosung des Gleichungssystems zu tibersichtlichen Formeln fiihrt, die jedoch das wesentliche Betriebsverhalten genau genug wiedergeben.
List of contents
1 Allgemeine Grundlagen.- 1.1 Einheiten.- 1.2 Vorzeichen- und Richtungsregeln.- 1.3 Komplexe Darstellung von sinusförmig zeitabhängigen Größen.- 1.4 Magnetischer Kreis, Durchflutungsgesetz.- 1.5 Induktionsgesetz.- 1.6 Selbst- und gegenseitige Induktivität.- 2 Elektromagnet.- 2.1 Magnetischer Kreis, magnetische Streuung.- 2.2 Spulenfluß, induktive Streuung.- 2.3 Induktivität.- 2.4 Magnetische Energie.- 2.5 Zugkraft.- 3 Gleichstrommaschine.- 3.1 Aufbau.- 3.2 Wirkungsweise.- 3.3 Betriebsverhalten.- 4 Transformator.- 4.1 Aufbau.- 4.2 Wirkungsweise und Betriebsverhalten.- 4.3 Drehstrom transformat or.- 4.4 Parallelschaltung von Transformatoren.- 5 Grundlagen der Drehfeldmaschinen.- 5.1 Erzeugung eines Drehfeldes durch ein Polrad.- 5.2 Drehspannungssystem.- 5.3 Drehstromwicklungen.- 5.4 Erzeugung eines Drehfeldes durch eine Drehstromwicklung.- 5.5 Komplexe Raumzeiger einer Drehstrom Wicklung.- 5.6 Ersatzschaltbild einer Drehstromwicklung.- 6 Asynchronmaschine.- 6.1 Aufbau.- 6.2 Wirkungsweise.- 6.3 Betriebsverhalten.- 6.4 Käfigläufer.- 6.5 Drehzahlsteuerung.- 6.6 Einphasige Asynchronmaschine.- 6.7 Asynchroner Linearmotor.- 7 Synchronmaschine.- 7.1 Aufbau.- 7.2 Betriebsverhalten der Vollpolmaschine.- 7.3 Betriebsverhalten der Schenkelpolmaschine.- 7.4 Pendelungen einer Synchronmaschine.- 7.5 Anfahren einer Synchronmaschine.- 8 Stromrichtergesteuerte Maschinen.- 8.1 Leistungshalbleiter.- 8.2 Funktionsweise eines Gleichrichters.- 8.3 Gleichstrommaschine mit netzgeführten Stromrichtern.- 8.4 Universalmaschine mit Wechselstromsteller.- 8.5 Asynchronmaschine mit Drehstromsteller.- 8.6 Untersynchrone Stromrichterkaskade.- 8.7 Direktumrichter für Drehstromantriebe.- 8.8 Stromrichtermotor.- 8.9 Gleichstrommaschine mit zwangskommutierten Stromrichtern.- 8.10 Asynchronmaschinemit zwangskommutiertem Wechselrichter und Gleichspannungszwischenkreis.- 9 Elektrische Antriebe.- 9.1 Aufbau eines Antriebs.- 9.2 Kennlinien.- 9.3 Der stationäre Betriebspunkt.- 9.4 Der quasistationäre Anlauf.- 9.5 Ermittlung der Motorgröße.- Literatur.
