2. Elektrische Maschinen

Die Klasse der Betriebsmittel, die zu den elektrischen Maschinen gezählt werden, ist von den jeweiligen Autoren abhängig. In diesem Buch sollen unter dem Begriff „elektrische Maschinen“ diejenigen Betriebsmittel verstanden werden, die Energie mittels eines Magnetfeldes wandeln. Man unterscheidet zwischen ruhenden Maschinen, rotierenden Maschinen und translatorischen Maschinen. Die wichtigste ruhende elektrische Maschine ist der Transformator. Ausgehend vom Zweiwicklungstransformator werden der Drehstromtransformator sowie einige Sonderbauformen und die Strom- und Spannungswandler erläutert. Ausführlich wird im Folgenden auf die rotierenden elektrischen Maschinen eingegangen. Nach den Grundprinzipien stehen zunächst der Aufbau, sowie die Funktionsweise der Gleichstrommaschine im Mittelpunkt. Die für die Wandlung von mechanischer in elektrische Energie wichtige Synchronmaschine wird im Detail behandelt. Hier interessiert das Verhalten des Generators im „stationären Betrieb“ und beim „Kurzschluss“. Die Asynchronmaschine taucht in der elektrischen Energietechnik meist als Motor auf, obwohl sie auch im Generatorbetrieb arbeiten kann. Neben dem stationären Modell ist auch das Betriebsverhalten der Asynchronmaschine und deren Regelung zu behandeln. Als Spezialfälle werden die Sondermaschinen wie z. B. der Linearmotor, der Reluktanzmotor und der Schrittmotor behandelt. Das wichtige Gebiet der Antriebstechnik wird bei den einzelnen Maschinentypen sowie bei den Themen Elektrolokomotiven, Straßenbahnen, Elektroauto und der Elektromobilität behandelt. Weil diese stark mit der Ökologiediskussion in Verbindung steht, gibt es Überschneidungen mit dem Abschn. 7.5 und dem Abschn. 7.9.

Gelegentlich werden auch die Stromrichter als elektrische Maschinen behandelt. Hier ist diesen ein eigenes Kapitel gewidmet.