Elektrotechnik fur Maschinenbauer
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- Frieder Messner
- vor 7 Jahren
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1 Hermann Linse, Rolf Fischer Elektrotechnik fur Maschinenbauer Grundlagen und Anwendungen 12., uberarbeitete und erganzte Auflage Mit 350 Abbildungen, 25 Tabellen und 120 Beispielen Teubner
2 Inhalt 1 Grundlagen der Elektrotechnik 1.1 Gleichstrom Elektrische GroBen und Grundgesetze Physikalische Grundlagen Stromkreis, Wirkungen des elektrischen Stromes Elektrischer Widerstand Kirchhoffsche Regeln Gleichstromkreise Widerstandsschaltungen Elektrische Spannungsquellen Berechnung von Gleichstrom-Netzwerken Messungen im elektrischen Stromkreis Elektrisches und magnetisches Feld Elektrisches Feld GroBen des elektrischen Feldes, Kondensator Influenz und Polarisation Schaltung von Kondensatoren Ladung von Kondensatoren, Energie des elektrischen Feldes Magnetisches Feld Wirkungen im magnetischen Feld Magnetische Feldstarke Magnetische Flussdichte (Induktion) Magnetischer Fluss, Durchflutungsgesetz Magnetische Hysterese, Energie des Magnetfeldes Krafte und Spannungserzeugung im magnetischen Feld Krafte im Magnetfeld Lenzsche Regel, Induktionsgesetz Spannungserzeugung durch Selbstinduktion, Induktivitat Transformatorische und rotatorische Spannungserzeugung Wirbelstrome Elektromagnetisches Feld Wechsel- und Drehstrom WechselgroBen und Grundgesetze Sinusformige WechselgroBen (SinusgroBen) Belastungsarten im Wechselstromkreis Darstellung von WechselgroBen im Zeigerbild Leistung, Leistungsfaktor, Arbeit Wechselstromkreise Kirchhoffsche Regeln bei Wechselstrom Wechselstromschaltungen mit R, L und C Schwingkreise 85
3 8 Inhalt Komplexe Berechnung von Wechselstromschaltungen Messungen bei Wechselstrom Drehstrom Drehstromsysteme Elektrische GroBen bei Stern- und Dreieckschaltung Messungen im Drehstromnetz 103 Elektronik 2.1 Grundlagen und Bauelemente der Elektronik Allgemeine elektrische Bauelemente Widerstande Spulen Kondensatoren Ill Grundbegriffe der Halbleitertechnik Tragerbewegung in Halbleitern Storstellenleitfahigkeit PN-Ubergang Eigenschaften des PN-Ubergangs Halbleiterbauelemente ohne Sperrschicht Thermistoren Varistoren Fotowiderstande MagnetfeldabhSngige Bauelemente Flussigkristallzellen Halbleiterbauelemente mit Sperrschichten Dioden Bipolare Transistoren Feldeffekttransistoren Optoelektronische Bauelemente Thyristoren Elektronen- und Gasentladungsrohren Elektronenrohren Gasentladungsrohren Kuhlung und SchutzmaBnahmen bei Halbleiterbauelementen Verluste und Erwarmung Kuhlkorper SchutzmaBnahmen fur Halbleiter Baugruppen der Elektronik Gleichrichterschaltungen Wechselstromschaltungen Drehstromschaltungen Glattungs- und Siebglieder Netzteile Verstarker Transistorgrundschaltungen Emitterschaltung Mehrstufige Verstarker Differenzverstarker Steuerschaltungen mit Transistoren 154
4 Inhalt Generator- und Kippschaltungen Schalterbetrieb des Transistors Kippschaltungen Sinusgeneratoren Integrierte Schaltungen Aufbau elektronischer Schaltungen Operationsverstarker Beschaltung von Operationsverstarkern Einsatz einer integrierten Schaltung Leistungselektronik Stromrichterschaltungen flir Gleichstromantriebe Netzgefuhrte Stromrichter Gleichstromsteller Stromrichterschaltungen fur Wechsel- und Drehstromantriebe Wechsel- und Drehstromsteller Untersynchrone Stromrichterkaskade Frequenzumrichter Netzriickwirkungen von Stromrichteranlagen Steuerblindleistung Oberschwingungen Storspannungen und EMV Elektrische Messtechnik 3.1 Grundlagen der elektrischen Messtechnik Allgemeine Angaben Messwerterfassung Betriebsdaten von Messgeraten Auswahl eines Messgerats Einsatz elektrischer Messgerate Strom- und spannungsrichtige Messung Innenwiderstande von Messgeraten Messbereichserweiterung Elektrische Messgerate Elektromechanische Messwerke Dreheisenmesswerke Drehspulmesswerke Elektrodynamische Messwerke Induktions-(Ferraris-)Messwerk Messwandler Zangenstrommesser Strom- und Spannungswandler Elektronische Messgerate Digitalmultimeter Oszilloskope Digital-Messtechnik Baugruppen digitaler Messgerate Analog-/Digital-Umsetzer Codierung Speicher und Zahlschaltungen 205
5 Inhalt Digitale Messgerate Zahler Multimeter Transientenspeicher Elektrische Messung nichtelektrischer GroBen Messwertgeber fur mechanische Beanspruchungen Verfahren der Drehzahlmessung Verfahren der Drehmomentbestimmung Bestimmung von Kraft, Druck und Schwingungen Messwertaufhehmer fur nichtmechanische GrSBen Bestimmung der Beleuchtungsstarke Bestimmung von Temperaturen Zeitmessung Bestimmung von Gerauschen 217 Elektrische Maschinen 4.1 Gleichstrommaschinen Aufbau und Wirkungsweise Aufbau Motor- und Generatorbetrieb Leistungsbilanz Anschlussbezeichnungen und Schaltungen Betriebsverhalten und Drehzahlsteuerung Leerlauf und Selbsterregung Gleichstrommotoren mit Fremderregung Verfahren der Drehzahlsteuerung A Gleichstrom-Reihenschlussmotoren Transformatoren Wechselstromtransformatoren Aufbau KenngroBen und Ersatzschaltbild Betriebsverhalten Sondertransformatoren Drehstromtransformatoren Bauart und Schaltung KenngroBen und Betriebsverhalten Drehstrom-Asynchronmaschinen Aufbau und Wirkungsweise Stander und Drehstromwicklung Laufer Asynchrones Drehmoment Linearmotoren Betriebsverhalten und Drehzahlsteuerung Kennlinien und KenngroBen Anlassen Drehzahlsteuerung 267
6 Inhalt Drehstrom-Synchronmaschinen Aufbau und Wirkungsweise Stander und Laufer Kennlinien und Ersatzschaltung Betriebsverhalten im Netzbetrieb Synchronisation Wirk- und Blindlaststeuerung Drehzahlsteuerung Positionierantriebe Wechselstrommotoren Universalmotoren Schaltung und Einsatz Betriebsverhalten Wechselstrommotoren mit Hilfswicklung Spaltpolmotoren Kondensatormotoren Schrittmotoren Aufbau und Wirkungsweise Betriebsdaten Elektrische Antriebe und Steuerungen 5.1 Standardisierung und Normvorschriften Auflere Gestaltung BaugroBen Bauformen Schutzarten Betriebsbedingungen Betriebsarten Leistungsschild Priifung elektrischer Maschinen Planung und Berechnung von Antrieben Stationarer Betrieb Momentengleichung des elektrischen Antriebs Betriebskennlinien von Elektromotoren Betriebskennlinien von Arbeitsmaschinen Schwungmassen von Motor und Arbeitsmaschine Dynamik des Antriebs Anlauf Bremsen Umsteuern Bemessung des Motors Zulassiges Motormoment Berechnung der Erwarmung Steuerungstechnik Schaltgerate und Kontaktsteuerungen Schalter, Schutze und Sicherungen Schaltplane Festverdrahtete Steuerungen 320
7 T2 Inhalt Grundlagen elektronischer Steuerungen Logische Grundverknupfungen Kombinationen der Grundverknupfungen Speicherschaltungen Schaltungstechnik Grundlagen speicherprogrammierbarer Steuerungen Aufbau einer SPS Einfuhrung in die Programmiertechnik Drehrichtungsumkehr eines Motors mit SPS Feldbussysteme Elektrische Energieversorgung 6.1 Erzeugung elektrischer Energie Energiewirtschaft Energiewandlung Erzeugung und Verbrauch elektrischer Energie Entwicklungstendenzen Kraftwerke Thermische Kraftwerke Wasserkraftwerke Regenerative Energieerzeugung Energieiibertragung Elektrische Netze Stromversorgungsanlagen Verbundbetrieb SchutzmaBnahmen in elektrischen Anlagen Allgemeine Grundsatze Schutz gegen gefahrliche Korperstrome Unfallverhutungsvorschriften 355 Gesetzliche Einheiten und Formelzeichen 357 Literatur 360 Sachverzeichnis 361
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