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1999 | Buch

Elektrische Maschinen und Antriebssysteme

Komponenten, Systeme, Anwendungen

verfasst von: Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

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Über dieses Buch

Die Idee zu diesem Handbuch entstand vor ein paar Jahren in einem Gespräch, das ich mit dem Cheflektor des Verlags Vieweg, Dipl.-Ing. Ewald Schmitt führte. Damals äußerte ich den Wunsch, ein Handbuch über Elektrische Maschinen und Antriebe schreiben zu wollen, das als komprimiertes Kompendium auch alle notwendigen Inhalte, wie z.B. spezielle Kapitel der Mathematik, Elektrotechnik, Werkstoffe, Meßtechnik, Leistungselektronik, Regelungstechnik u.a. beinhalten sollte. Während meiner beruflichen Laufbahn hatte ich ein solches Buch beim Studium oder bei Auseinandersetzungen mit Problemen der elektrischen Maschinen vermißt. Der Verlag Vieweg schlug mir indes ein wesentlich komplexeres Projekt mit der Herausgabe des Handbuches Elektrische Energietechnik vor. Da in diesem Handbuch die Kapitel über Elektrische Maschinen und Antriebssysteme stark gekürzt werden mußten, gab mir der Verlag Vieweg ein paar Jahre später die Gelegenheit, ein zweites Buch, das Ihnen jetzt vorliegt, zu schreiben. Als besonderes Glück empfinde ich die Tatsache, daß ich die Mitarbeit von Prof. Dr.vlng., Dr. h.c. Alexandru Fransua, Konsultantprofessor an der TU .Politehnica" in Bukarest und mein langjähriges Vorbild, für dieses Buch sichern konnte, da ich ihn als einen der besten, interna­ tional etablierten Spezialisten aufdiesem Fachgebiet schätze.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Grundbegriffe und Bauelemente der elektrischen Antriebssysteme
Zusammenfassung
Dieses Kapitel klärt einige Definitionen und Begriffe und gibt einen Überblick über die Hauptbestandteile von Antriebssystemen. Beginnend bei den elektrischen Maschinen und Arbeitsmaschinen werden weiter elektromechanische Übertragungsglieder und die elektronischen Bauelemente der Stromrichter erläutert und ihren Kennlinien vorgestellt. Das Kapitel schließt mit der näheren Beschreibung von Komponenten zur Übertragung der Bewegung ab. Es wird davon ausgegangen, daß der Leser bereits viele der beschriebenen Aspekte kennt; in diesem Kapitel werden sie in den großen Zusammenhang gestellt.
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
2. Gleichstrommotoren in elektrischen Antriebssystemen
Zusammenfassung
Eine Gleichstrommaschine (in Bild 2.1 in einem Längs- und Querschnitt dargestellt), besteht aus zwei großen Konstruktionsteilen: dem Ständer (Feld) und dem Läufer (Anker).
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
3. Leistungselektronische Stellglieder für Gleichstromantriebe
Zusammenfassung
Der Thyristor- und Transistoreinsatz in Stromrichtern für Gleichstromantriebe brachte einen riesigen Sprung in der Technologie drehzahlveränderbarer Antriebe. Die mit diesen Halbleiterventilen ausgerüsteten Stromrichter haben schnell die bis dahin eingesetzten Stellgliedertypen — Magnetverstärker oder Leonardsätze — für Neukonstruktionen vom Markt verdrängt, allein schon wegen der großen Leistungsverstärkung (109) und dem hohen Wirkungsgrad (97%), die diese Stromrichtergeräte erreichen.
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
4. Elektrische Transformatoren in Antriebssystemen
Zusammenfassung
Die Änderung verschiedener Parameter, die in der Wechselstromtechnik üblich sind -Spannung, Strom, Phasenanzahl -, wird mit elektrischen Transformatoren realisiert. Diese Geräte dienen zur Anpassung der Energieparameter an die funktionellen Merkmale verschiedener Verbraucher. Man kann ohne weiteres behaupten, daß heutzutage ohne Leistungstransformatoren die elektrische Energienutzung unvorstellbar wäre.
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
5. Asynchronmotoren in elektrischen Antriebssystemen
Zusammenfassung
Über 90% aller industriellen Antriebe arbeiten mit Drehstrom-Asynchronmaschinen. Der große Vorteil dieser Maschinenart besteht darin, daß die zugeführte elektrische Leistung — berührungslos und damit verschleißfrei — induktiv über das Drehfeld vom Ständer auf den Läufer übertragen wird. Dadurch entfallen Verschleißteile wie z.B. der Stromwender der Gleichstrommaschine, der dort diese Aufgabe übernimmt, jedoch von Zeit zu Zeit gewartet werden muß. Gleichzeitig können aber noch weitere Wünsche der Anwender kostengünstig erfüllt werden. Dies sind z.B.
  • lagermäßige Normmaschinen,
  • hohe Drehzahlen (bis 60.000 min-1, Tendenz steigend),
  • hohe Schutzart,
  • geringer Einbauauf wand.
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
6. Synchronmaschinen in elektrischen Antriebssystemen
Zusammenfassung
Die Synchronmaschine wird im stationären Betrieb durch eine starre Beziehung zwischen der Läuferwinkelgeschwindigkeit Ω 1 und der Kreisfrequenz ω des Netzes gekennzeichnet:
$${\Omega _1} = \frac{\omega }{p}$$
(6.1)
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
7. Leistungselektronik bei Drehstromantrieben
Zusammenfassung
Die rasche Entwicklung auf dem Gebiet der Halbleiterschalter hat auch die steuerbaren und die regelbaren Drehstrom-Antriebssysteme revolutioniert. Die mit Leistungstransistoren (IGBT) und Thyristoren (GTO) ausgestatteten Umrichter werden gegenwärtig in steigendem Maße zur Speisung drehzahlveränderbarer Asynchron- und Synchronmotoren sowie der elektronisch kommutierten Motoren (EK-Motoren) eingesetzt.
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
8. Elektrische Sondermaschinen in Antriebssystemen
Zusammenfassung
Durch die großen Fortschritte auf dem Gebiet der Dauermagnetwerkstoffe, die in elektrischen Maschinen als Dauermagnete zur Erzeugung des Erregerflusses eingesetzt werden, gewinnen diese Maschinen an Bedeutung. So erregte Maschinen weisen folgende Vorteile auf:
  • einfachen Aufbau
  • geringes Gewicht und kleinere Abmessungen
  • niedrigere Verluste und erhöhter Wirkungsgrad
Liviu Constantinescu-Simon, Alexandru Fransua, Karl Saal
Backmatter
Metadaten
Titel
Elektrische Maschinen und Antriebssysteme
verfasst von
Liviu Constantinescu-Simon
Alexandru Fransua
Karl Saal
Copyright-Jahr
1999
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-322-89562-2
Print ISBN
978-3-322-89563-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-322-89562-2