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2000 | Buch | 5. Auflage

Elektrische Maschinen und Antriebe

Lehr- und Arbeitsbuch

verfasst von: Klaus Fuest, Peter Döring

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Buchreihe : Viewegs Fachbücher der Technik

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Über dieses Buch

Das Buch vermittelt das Grundwissen über die Wirkungsweise elektrischer Maschinen und Antriebe, Rezepte für die Auslegung von Maschinen werden nicht gegeben, denn Berechnung und Konstruktion können nur durch praktische Erfahrung erlernt werden. Der Stoffumfang ist abgestimmt auf das Niveau von Fach- und Fachhochschulen. Er soll dem Studierenden der Elektrotechnik oder des Maschinenbaus ein Wissen darüber vermitteln, was in den Maschinen vor sich geht und wie sie sich im Betrieb verhalten. Aufgrund zahlreicher Leseranregungen wurde das Kapitel 7 ,,Elektronische Antriebstech­ nik" in das Buch neu aufgenommen. Mit zahlreichen Bildern und Diagrammen werden die Grundlagen der elektronischen Drehzahlsteuerung dargestellt. Die hohen elektrischen Verluste, die sich bei der Drehzahlsteuerung ergeben, lassen sich erheblich mindern mit modernen Bauelementen der Leistungselektronik, wie z.B. Dio­ den, Thyristoren und Leistungstransistoren. Steuerbare Gleichrichter, aber auch Gleich­ stromsteller spielen hier eine wichtige Rolle. Die elektronische Drehzahlsteuerung von Drehstromasynchronmaschinen bei konstantem Drehmoment mit Hilfe von Frequenzumformern ist ein wichtiger Teil des Kapitels. Der wachsenden Bedeutung dieses wartungsarmen Motors in der Automatisierungstechnik wird hier Rechnung getragen durch die Beschreibung und Darstellung von Anlaß­ möglichkeiten, aber auch der Drehzahlsteuerung mit Hilfe der Frequenzumformer. Die mathematischen Formulierungen werden bewußt auf einfache Zusammenhänge reduziert; Differential- und Integralrechnung wurden nicht verwendet. Für eine Vertiefung des Stoffes stehen Verständnisfragen sowie ein umfangreiches Übungsangebot bereit. Für die zur Verfügung stehende Zeit ist die Stoffülle bereits groß, sodaß eine ernsthafte Beschäftigung mit zusätzlicher Literatur für den Studierenden kaum möglich ist. Deshalb wird auf Literaturhinweise verzichtet.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Einführung
Zusammenfassung
Alle elektrischen Maschinen, ob Motoren, Generatoren oder auch Transformatoren, kann man unter dem Sammelbegriff elektro-magnetische Energiewandler zusammenfassen.
Klaus Fuest, Peter Döring
1. Transformator
Zusammenfassung
Der Transformator, eine ruhende elektrische Maschine, formt Wechselstromleistung gegebener Spannung in Wechselstromleistung mit einer anderen Spannung bei unveränderter Frequenz um.
Klaus Fuest, Peter Döring
2. Gleichstrommaschinen
Zusammenfassung
Jede rotierende elektrische Maschine besteht aus einem feststehenden Teil, dem Ständer (Stator), und einem rotierenden Teil, dem Läufer (Rotor). Derjenige Teil einer Maschine, in dem Spannungen induziert werden, wird als Anker bezeichnet; bei der Gleichstrommaschine trägt der Läufer die Bezeichnung Anker. Meist ist die ganze Maschine zylinderförmig und wird abgeschlossen durch die Lagerschilde an den Stirnseiten des Ständers. Die Lagerschilde halten den Läufer konzentrisch in der Bohrung des Ständers (Bild 2–1).
Klaus Fuest, Peter Döring
3. Drehfeld
Zusammenfassung
Ordnet man drei identische Spulen auf einem Kreis radial so an, daß ihre Achsen jeweils um einen Winkel von 120° zueinander versetzt sind und beaufschlagt dann dieses System mit einem Dreiphasenwechselstrom (Bild 3–1), so überlagern sich die Einzelfelder der Spulen zu einem resultierenden Magnetfeld, das eine Magnetnadel in Rotation versetzt.
Klaus Fuest, Peter Döring
4. Drehstrom-Asynchronmaschine
Zusammenfassung
Elektrische Maschinen, deren Wirkungsweise auf einem im Luftspalt umlaufenden magnetischen Feld beruht, werden zur Gruppe der Drehstrommaschinen zusammengefaßt.
Klaus Fuest, Peter Döring
5. Drehstrom-Synchronmaschine
Zusammenfassung
Aus Kapitel 3 (Drehfeld) ist bekannt, daß eine symmetrisch angeordnete Drehstromwicklung ein magnetisches Feld erzeugt, das mit der Frequenz des speisenden Netzes umläuft. Bringt man in dieses Feld einen als Stabmagnet ausgebildeten Läufer, so wird dieser — hat er erstmal eine gewisse Drehzahl — vom Ständerdrehfeld mitgenommen. Einem Nordpol des Drehfeldes steht dabei der Südpol des Läufers gegenüber, einem Südpol des Drehfeldes der Nordpol des Läufers; der Läufer dreht sich genauso schnell wie das Drehfeld, d. h. also, er rotiert synchron mit dem Ständerfeld. Die Maschine kann als Motor benutzt werden. Die gleiche Maschine kann auch als Generator eingesetzt werden, indem durch den angetriebenen Läufer ein Feld erzeugt wird, das mit konstanter Drehzahl über die Wicklungen des Ständers hinwegläuft und in diesen — zeitlich verschoben — Spannungen gleicher Amplitude und Frequenz induziert.
Klaus Fuest, Peter Döring
6. Wechselstrommaschinen
Zusammenfassung
Dieses Kapitel soll einen Überblick über die gängigsten Wechselstrommaschinen geben. Prinzipiell können diese Maschinen von ihrer Wirkungsweise her auf eine der Grundtypen (Gleichstrom-, Drehstromasynchron- bzw. Drehstromsynchronmaschine) bezogen werden. Wechselstrommaschinen sind ein Kompromiß aus Energieangebot, Preis, Leistung und Wirkungsgrad.
Klaus Fuest, Peter Döring
7. Elektronische Antriebstechnik
Zusammenfassung
Die meisten digitalen Regler arbeiten mit normierten analogen Ein- und Ausgangsspannungen von 0 V bis 10 Volt oder von -10 V bis +10 Volt oder mit normierten Strömen von 4 mA bis 20 mA oder von 0 bis 20 mA.
Klaus Fuest, Peter Döring
8. Ansteuerungen
Zusammenfassung
Die Steuer- und Regeleinrichtungen zu den oben dargestellten Leistungselektronischen Motorantrieben sollen hier nicht ausführlich dargestellt werden. Hierzu existieren Handreichungen der verschiedenen Hersteller, aber auch vielseitige übergreifende Literatur. Ich möchte mich hier auf einige ausgesuchte Aspekte beschränken.
Klaus Fuest, Peter Döring
9. Repetitorium
Zusammenfassung
Kreuzen Sie alle richtigen Antworten an!
Klaus Fuest, Peter Döring
Backmatter
Metadaten
Titel
Elektrische Maschinen und Antriebe
verfasst von
Klaus Fuest
Peter Döring
Copyright-Jahr
2000
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-663-01401-0
Print ISBN
978-3-528-44076-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-663-01401-0