5. Asynchronmaschinen – Dynamischer Betrieb

Bei Dynamischer Betrieb denkt man zunächst an Vorgänge mit schnellen Drehzahländerungen. Gegenüber dem (im Kapitel Vier behandelten) quasistationären Betrieb werden zusätzlich die elektromagnetischen Ausgleichsvorgänge betrachtet. Damit wird dann auch der Betrieb am leistungselektronischen Stellglied beschreibbar. Im einleitenden Abschnitt wird das zu behandelnde System in den Blick genommen; ein dimensionsloser Parameter gibt Orientierung ob eine „langsame“ oder „schnelle“ Drehzahländerung zu erwarten ist.

Im Abschnitt Mathematisches Modell – Grundform werden die Spannungsgleichungen für Stator- und Rotorwicklung, das elektrodynamische Drehmoment und die Bewegungsgleichung formuliert. Mit den Randbedingungen, die durch die elektrische Quelle und die mechanische Last gesetzt sind, können die aufgenommenen Strangströme und die Rotorstellung als Zeitfunktionen berechnet werden. Der Zusatz Grundform ist gewählt, um anzuzeigen, dass die Stromverdrängung in den Rotorstäben hier noch außer acht bleibt. Das System gekoppelter gewöhnlicher Differentialgleichungen ist so formuliert, dass es gleichermaßen für Schleifring- und Kurzschlussläufermaschinen gilt. Mit der Transformation in ein gemeinsames Koordinatensystem wird eine Form angegeben, die für die weitere Analyse zweckmäßig ist.

Das Betriebsverhalten von Käfigläufermaschinen wird wesentlich durch die Stromverdrängung in den Rotorstäben beeinflusst. Hier wird nun die analytische Lösung der Wirbelstromgleichung für die Stabströme in die analytische Integration des Gesamtsystems einbezogen. So können Wirbelstromläufer methodisch konsistent mit der obengenannten Grundform des mathematischen Modells behandelt werden.

An das Kapitelende sind einige Anmerkungen zum PC-Programm und Beispielrechnungen gestellt.