Vorwort. 1 Einleitung 1. 2 Einteilung und Aufbau von Aktoren Einteilung der Aktoren Aufbau von Aktoren 8

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1 Vorwort V 1 Einleitung 1 2 Einteilung und Aufbau von Aktoren Einteilung der Aktoren Aufbau von Aktoren 8 3 Arbeit, Energie, Leistung Elektrische Arbeit und Energie Mechanische Arbeit bei der Translation eines Körpers Mechanische Arbeit bei der Rotation eines Körpers Leistung Grundgleichungen mechanischer Energieübertrager für Aktoren Lastkennlinien 29 4 Berechnungsgrundlagen magnetischer Kreise für elektrische Maschinen und Aktoren Die magnetische Flussdichte B und die Feldstärke H Der magnetische Fluss Das Durchflutungsgesetz Magnetischer Widerstand Berechnung magnetischer Größen im unverzweigten Magnetkreis Dynamik der Stromfuhrung in Aktor-Spulen Verzögerungssystem erster Ordnung, PT1 -System Simulationsprogramm 65 5 Elektromagnetische Aktoren Berechnung der Reluktanzkraft Magnetaktoren Magnetbetriebene Flydroventile Flydraulische 4/3 Wegeventile 81

2 VIII Stetig wirkende Proportional- und Servoventile Elektrisch gesteuerte Einspritzventile im Kraftfahrzeug 84 6 Piezoaktoren Stapelaktoren und Multilayer-Aktoren Auslenkung bei Belastung Bauformen Wegvergrößerungssysteme Anwendung Stapelaktor: Einspritzventil mit Piezoaktor Piezoaktoren mit unbegrenzter Auslenkung Inchworm-Motor LEGS-Motor Piezo-Aktor-Drive (PÄD ) Elektromotorische Aktoren Tauchspulenaktor Linearmotor mit elektronischer Kommutierung Elektronische Energiesteller Unipolare Ansteuerung Bipolare Ansteuerung Pulsweitenmodulation (PWM) Prinzip der Stromregelung bei Spulen und Wicklungen Schrittmotoren Reluktanz Linear-Schrittmotoren Schrittmotor-Ansteuerung Zweisträngiger Permanentmagnet-Schrittmotor mit je 2 Spulen Vollschrittbetrieb Halbschrittbetrieb Zeitlicher Momentverlauf und Kommutierungswinkel Zweisträngiger PM-Schrittmotor mit je 4 Spulen Hybrid-Schrittmotor Ansteuerungsarten Die Gleichstrommaschine Das Barlowsche Rad Die Unipolarmaschine Aufbau der Gleichstrommaschine 159

3 IX 10.4 Kräfte auf eine Leiterschleife und mechanische Kommutierung Gleichgewichtszustände Berechnung des Drehmoments auf eine Spule Kräfte auf mehrere Leiterschleifen Anker mit Schleifenwicklung Reihenschaltung von vier Leiterschleifen Stromwendung bei der Schleifenwicklung Einfluss der Polpaarzahl Spannungsinduktion bei elektrischen Maschinen Spannungsinduktion einer Leiterschleife Spannungsinduktion bei mehreren am Umfang des Ankers verteilten Leitern Ankerquerfeld Schaltungen der Erregerfeldspannung Gleichungen zur Berechnung wichtiger Größen der Gleichstrommaschine Das innere Moment Drehzahl-Drehmoment-Beziehung Drehzahl-Drehmoment-Beziehung der Reihenschlussmaschine Der Scheibenläufermotor Die elektrischen Drehfeldmaschinen Veränderliche Magnetfelder und Wechselstrombeziehungen Wechselstromwiderstand Wechselstromleistung Erzeugung von mehrphasigen Wechselspannungen über eine Außenpolmaschine Zweiphasenwechselspannung Erzeugung einer Dreiphasen-Wechselspannung über einen Drehstrom- Außenpolgenerator Stern- und Dreieckschaltung Erzeugung einer dreiphasen Wechselspannung über einen Drehstrom- Innenpolgenerator Drehfelder Zweiphasensystem Raumzeiger im Dreiphasensystem Drehfeld bei mehreren Spulen pro Wicklungsstrang Die Asynchronmaschine Kraftentstehung Stator Asynchronmaschine mit Käfigläufer/Kurzschlussläufer Asynchronmaschine mit Schleifringläufer 234

4 X 12.5 Anschluss der Asynchronmaschine an das Drehstromnetz Wirkungsweise der Asynchronmaschine Momentbildung Anlauf Spannungsinduktion bei offenen Läuferstromkreisen-Vergleich mit dem Transformator Ersatzschaltbild der Asynchronmaschine Getrennte Betrachtung von Stator und Rotor Umrechnung der Läufergrößen auf den Stator Ersatzschaltbild mit galvanischer Kopplung Berechnung der Stator- und der Läuferströme Luftspaltleistung und Drehmoment Luftspaltleistung Drehmoment Kreisdiagramme und Ortskurven Ortskurvenpunkte und Strecken Beispiel einer Ortskurve des Statorstroms Die Belastungskennlinie Kloßsche Formel Anfahren und Bremsen Stern-Dreieck-Schaltung Anlauf mit Widerständen im Läuferkreis Bremsschaltungen der Asynchronmaschine Drehzahlsteuerung Änderung der Polpaarzahl Änderung des Schlupfes Änderung der Frequenz der Drehspannung Die Synchronmaschine Aufbau und Wirkungsweise Ersatzschaltbild der Synchronmaschine Kraftentstehung bei der Innenpol-Synchronmaschine Unter-oder Übererregung Antriebsmoment der Vollpol-Synchronmaschine Permanentmagneterregte Synchronmaschine Bauform Momententstehung 287

5 XI 14 Der Synchron-Servomotor Servotechnik Eigenschaften des Synchron-Servomotors Drehfeldsteuerung über Hall-Sensoren Blockkommutierung Sinuskommutierung Lageregelung Zusammenfassung Lösung der Kontrollfragen 309 Literaturverzeichnis 329 Stichwortverzeichnis 333