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2022 | Buch

Elektrische Antriebssysteme

Grundlagen, Komponenten, Regelverfahren, Bewegungssteuerung

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Über dieses Buch

Der hohe Entwicklungsstand bei den elektrischen Maschinen sowie die großen Fortschritte in der Leistungselektronik, Mikroprozessortechnik und Kommunikationstechnik erlauben die Realisierung qualitativ hochwertiger elektrischer Antriebssysteme, die bei minimalem gerätetechnischen Aufwand eine verlustarme Energiewandlung, dynamisch hochwertige Bewegungsvorgänge und eine schnelle Inbetriebnahme ermöglichen. Das Buch stellt das Gesamtgebiet der industriell eingesetzten elektrischen Antriebssysteme übersichtlich dar, ausgehend von den Komponenten über die Steuer- und Regelverfahren bis hin zu ausgewählten Anwendungsbeispielen. Es ist als Lehrbuch in der Hochschulausbildung konzipiert, bietet aber auch dem Praktiker einen systematischen Einstieg auf wissenschaftlichem Niveau.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Aufgaben, Funktionsgruppen und Kenngrößen elektrischer Antriebssysteme
Zusammenfassung
Die elektrischen Antriebe haben die industrielle Entwicklung in den letzten hundert Jahren entscheidend mitgeprägt. Sie bilden heute die Nahtstelle zwischen der elektrischen Energietechnik und der Automatisierungstechnik. Elektrische Antriebe sind Bestandteil vieler Maschinen und Anlagen. Sie bestimmen in vielfältiger Weise deren Kosten, den Wirkungsgrad der Energiewandlung sowie die Fertigungsqualität der Erzeugnisse.
Ulrich Riefenstahl
Kapitel 2. Mechanische Baugruppen eines Antriebssystems
Zusammenfassung
Zu den mechanischen Baugruppen eines Antriebssystems gehören die Arbeitsmaschine und das mechanische Übertragungssystem, das die Motorwelle mit der Arbeitsmaschine verbindet. Sie bestimmen den Leistungsbedarf des Motors sowie die vom Motor zu realisierenden Drehzahl- und Drehmomentenverläufe. Sie sind damit der Ausgangspunkt für die Dimensionierung des Motors und der elektrischen Baugruppen des Antriebssystems.
Ulrich Riefenstahl
Kapitel 3. Elektrische Antriebsmaschinen
Zusammenfassung
Elektrische Antriebsmaschinen (Elektromotoren) existieren in sehr vielfältigen Ausführungsformen. Sie lassen sich unterscheiden u. a. nach.
Ulrich Riefenstahl
Kapitel 4. Binär gesteuerte elektrische Antriebssysteme
Zusammenfassung
Elektrische Antriebe wirken in den Geräten, Maschinen und Anlagen als elektromechanische Energiewandler und Stellglieder für Bewegungsvorgänge. Über die elektrischen Antriebe erfolgt in vielen Fällen die Steuerung der technologischen Verfahren und Anlagen. Bei hohen Anforderungen an die Dynamik und die stationäre Genauigkeit der Bewegungsvorgänge sind i. Allg. kontinuierlich in ihrer Drehzahl stellbare Antriebe mit einer angepassten Regeleinrichtung notwendig.
Ulrich Riefenstahl
Kapitel 5. Leistungselektronische Stellglieder für elektrische Antriebe
Zusammenfassung
Die stetige Steuerung und Regelung elektrischer Antriebe erfordert elektrische Stellglieder, mit denen der elektrische Energiefluss zwischen der Energieversorgungseinrichtung (elektrisches Netz, Batterie usw.) und der elektrischen Maschine in beiden Richtungen geführt, umgeformt und gesteuert werden kann. Die Stellglieder müssen deshalb optimal an die Besonderheiten der Energieversorgungseinrichtung und der elektrischen Maschine angepasst sein und eine Umformung der elektrischen Energie in Bezug auf die Größen Spannung, Strom, Frequenz und Phasenanzahl ermöglichen.
Ulrich Riefenstahl
Kapitel 6. Messwertgeber und Regelverfahren für elektrische Antriebssysteme
Zusammenfassung
Die fortschreitende Automatisierung der Arbeitsmaschinen und technologischen Anlagen sowie die Forderung nach Verbesserung der Fertigungsverfahren und der Produkteigenschaften erhöhen ständig die Anforderungen an die Steuerung der Bewegungsabläufe und an die elektromechanische Energiewandlung in den Antriebssystemen. Fertigungsanlagen benötigen häufig komplizierte Bewegungsabläufe, die mechanische Systeme allein oft nur mit großem Aufwand realisieren können.
Ulrich Riefenstahl
Kapitel 7. Ausgewählte Regelstrukturen elektrischer Antriebssysteme
Zusammenfassung
Gleichstromantriebe mit fremderregten Gleichstrommaschinen sind über den Anker- und Erregerkreis steuerbar. Bei mittleren und großen Leistungen werden als Stellglieder hauptsächlich netzgeführte Stromrichter in Sechspuls-Brückenschaltung eingesetzt. Das Abb. 7.1 zeigt das Blockschaltbild der drehzahlgeregelten und feldgesteuerten Gleichstrom-Nebenschlussmaschine.
Ulrich Riefenstahl
Kapitel 8. Intelligente Bewegungssteuerung mit elektrischen Antriebssystemen
Zusammenfassung
Die Fertigungs- und Transportprozesse einer Vielzahl von Geräten, Maschinen und Anlagen enthalten häufig komplizierte Bewegungsvorgänge. Sie sind oft nur mit dynamisch hochwertigen drehmoment-, drehzahl- und lagegeregelten elektrischen Antrieben realisierbar. Der Entwurf optimaler Steuerstrategien dieser Bewegungsvorgänge erfordert die Einbeziehung aller elektrischen, mechanischen und elektronischen Komponenten sowie der technologischen Abläufe in das Automatisierungskonzept.
Ulrich Riefenstahl
Backmatter
Metadaten
Titel
Elektrische Antriebssysteme
verfasst von
Ulrich Riefenstahl
Copyright-Jahr
2022
Electronic ISBN
978-3-658-38008-3
Print ISBN
978-3-658-38007-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-38008-3