Stromrichtergespeiste Drehfeldmaschinen

verfasst von: Univ.-Prof. Dr. Hans Kleinrath

Verlag: Springer Vienna

Enthalten in: Professional Book Archive

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Stromrichter für Drehfeldmaschinen

Zusammenfassung

Stromrichter werden schon seit Anfang 1900 für die Steuerung und Umformung elektrischer Energie eingesetzt. Mit zu den frühesten Anwendungen gehörte die Erzeugung von Gleichstrom aus dem öffentlichen 50-Hz-Drehstromnetz, um damit große Gleichstrommaschinen zu speisen. Die dafür erforderlichen großen Leistungen beherrschte man mit dem seit 1902 bekannten Quecksilberdampfventil, das sich för Sperrspannungen bis zu 20 kV und mehr und für Ströme von einigen 100 A bauen ließ. Die technische Ausführung führte vom Glasgefäß mit mehreren Anoden über das Stahlgefäß mit Vakuumpumpe bis zum vakuumdichten Einanodenstahlgefäß.

Hans Kleinrath

2. Die Asynchronmaschine mit Stromrichter

Zusammenfassung

Welche Möglichkeiten es für die Drehzahlstellung einer Asynchronmaschine gibt, zeigt am übersichtlichsten der Zusammenhang

$${\Omega _m} = \frac{{2\pi {f_s}}}{p}\left( {1 - s} \right)$$

Drehzahlstellung, also Variation der mechanischen Winkelgeschwindigkeit Ω_m, ist demnach möglich

durch Variation des Schlupfes s,
durch Änderung der Statorfrequenz f_s (= Speisefrequenz), oder
durch Änderung der Polpaarzahl p.

Hans Kleinrath

3. Die Synchronmaschine mit Stromrichter

Zusammenfassung

Bei Herstellung eines drehzahlstellbaren Antriebs durch Kombination einer Asynchronmaschine mit einem statischen Frequenzumrichter wird der Vorteil der besonders robusten rotierenden Maschine um den Nachteil einer aufwendigen Umrichterschaltung erkauft, weil es besonderer Zusatzelemente im Stromrichter für dessen Kommutierung bedarf. Demgegenüber hat die im Aufbau kompliziertere Synchronmaschine den Vorteil, daß sie, abgesehen vom Bereich sehr niedriger Drehzahlen, Blindleistung zu liefern und damit eine Kommutierung zu führen imstande ist. Dadurch reduziert sich der Aufwand an Schaltelementen im Leistungsteil ebenso wie im Steuerungsteil des Stromrichters erheblich.

Hans Kleinrath

4. Transientes Verhalten von Drehfeldmaschinen

Zusammenfassung

Das Drehmoment und damit die Leistungsumsetzung in einer elektrischen Maschine beruht auf den gegenseitigen Schubkräften, die Stator und Rotor über den Luftspalt aufeinander ausüben. Ursache dieser Schubkräfte ist die Wechselwirkung zwischen Strömen in den Wicklungen, die man sich durch Strombeläge an den Ankermantelflächen ersetzt denken kann, und dem Magnetfeld im Luftspalt, genauer der Normalkomponente der örtlichen Luftspaltinduktion. Bei Drehfeldmaschinen dominiert hiebei die Grundwelle von Strombelag und Luftspaltinduktion so sehr, daß es sowohl für die Anschauung als auch für eine übersichtliche Rechenmethode zweckmäßig ist, nur mit den Grundwellen zu rechnen. Oberwellen verursachen lediglich gewisse Nebeneffekte, die in Abschnitt 4.1.7 behandelt werden; sie spielen im allgemeinen nur beim Bau der Maschinen eine Rolle, nicht bei ihrem Einsatz für elektrische Antriebe.

Hans Kleinrath

Backmatter

Titel: Stromrichtergespeiste Drehfeldmaschinen
verfasst von: Univ.-Prof. Dr. Hans Kleinrath
Verlag: Springer Vienna
Electronic ISBN: 978-3-7091-7049-6
Print ISBN: 978-3-7091-7050-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-7091-7049-6

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1. Stromrichter für Drehfeldmaschinen

2. Die Asynchronmaschine mit Stromrichter

3. Die Synchronmaschine mit Stromrichter

4. Transientes Verhalten von Drehfeldmaschinen

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