Klaus Fuest. Elektrische Maschinen und Antriebe

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1 Klaus Fuest Elektrische Maschinen und Antriebe

2 Klaus Fuest Elektrische Maschinen und Antriebe Lehr- und Arbeitsbuch Mit 151 Bildern, zahlreichen durchgerechneten Beispielen und Übungen sowie Fragen und Aufgaben zur Vertiefung des Lehrstoffes 3., überarbeitete und erweiterte Auflage IJ vleweg

3 1. Auflage , durchgesehene Auflage 1985 Nachdruck , überarbeitete und erweiterte Auflage 1989 Alle Rechte vorbehalten Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, BraunschwciglWiesbadcn, 1989 Der Verlag Vieweg ist ein Unternehmen der Verlagsgruppe Bertelsmann International. Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf deshalb der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Umschlaggestaltung: Hanswerner Klein, Leverkusen Satz: Vieweg, Braunschweig Gedruckt auf säurefreiem Papier ISBN ISBN (ebook) DOI /

4 v Inhaltsverzeichnis Einführung 1 Transformator Aufgaben des Transformators Bauteile eines Transformators Der Eisenkern Kernbauart Mantelbauart Die Wicklungen Die Scheibenwicklung Zylinderwicklung Die Kühlung Das Betriebsverhalten des Einphasentransformators Der Transformator bei Belastung Ersatzschaltbild Der Ersatzstromkreis Das Zeigerdiagramm Das Kappsche Diagramm Der Transformatorim Leerlaufbetrieb Das Zeigerdiagramm im Leerlauf..., Der Leerlaufversuch Der Transformator bei Kurzschluß Das Zeigerdiagramm bei Kurzschluß Der Kurzschlußversuch..., Der Wirkungsgrad des Transformators..., Der Drehstromtransformator Die Schaltgruppen von Drehstromtransformatoren..., Der Parallelbetrieb von Drehstromhansformatoren..., Zusammenstellung der wichtigsten Formeln..., Beispiele..., 26 2 Gleichstrommaschinen..., Der Aufbau der Gleichstrommaschine..., Der Ständer..., Der Läufer... 33

5 VI Inhaltsverzeichnis 2.2 Die Wirkungsweise der Gleichstrommaschine Grundlagen Der Trommelanker Der Motorbetrieb Der Generatorbetrieb Die Wendepol- und Kompensationswicklung Die Grundgleichungen Spannungen Leistungen Moment Drehzahl Das Betriebsverhalten Schaltungsarten der Erregerwicklung Die fremderregte Gleichstrommaschine Der fremderregte Gleichstromgenerator Der fremderregte Gleichstrommotor Die Gleichstrom-Nebenschlußmaschine Der Gleichstrom-Nebenschlußgenerator Der Gleichstrom-Nebenschlußmotor Die Gleichstrom-Reihenschlußmaschine Der Gleichstrom-Reihenschlußgenerator Der Gleichstrom-Reihenschlußmotor Die Gleichstrom-Doppelschlußmaschine Der Gleichstrom-Doppelschlußgenerator Der Gleichstrom-Doppelschlußmotor Zusammenstellung der wichtigsten Formeln Beispiele Drehfeld 78 4 Drehstrom-Asynchronmaschine Aufbau der Asynchronmaschine Wirkungsweise der Drehstromasynchronmaschine Betriebsverhalten der DAsM Die Leistungsbilanz Das Drehmoment Die Ortskurve des Ständerstromes Die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie Das vereinfachte Kreisdiagramm Der Schleifringläufer mit Vorwiderständen im Läuferkreis Anlaßmethode für Kurzschlußläufer Drehzahlsteuerung und elektrische Bremsung Zusammenstellung der wichtigsten Beziehungen Beispiele

6 Inhaltsverzeichnis VII 5 Drehstrom-Synchronmaschine Die Bauarten der Synchronmaschine Der Aufbau der Innenpolmaschine Die Wirkungsweise der Synchronmaschine De~ Synchrongenerator... L' " Der Synchronmotor Das Betriebsverhalten der Synchronmaschine Die Ortskurve des Ständerstromes Das Drehmoment Anlaufvon Synchronmotoren Der Synchronisierungsvorgang Zusammenstellung der wichtigsten Beziehungen Beispiele Wechselstrom maschinen Die Einphasen-Reihenschlußmaschine Die Einphasen-Asynchronrnaschine Die Einphasen-Synchronmaschine Repetitorium Verständnisfragen Übungsaufgaben Anhang A: Lösungen zu den Aufgaben Anhang B: Kennzeichnung der Anschlüsse elektrischer Betriebsmittel. 142 Sachwortverzeichnis

7 Vorwort Das Buch vermittelt das Grundwissen über die Wirkungsweise elektrischer Maschinen und Antriebe. Rezepte für die Auslegung von Maschinen werden nicht gegeben, denn Berechnung und Konstruktion können nur durch praktische Erfahrung erlernt werden. Der Stoffumfang ist abgestimmt auf das Niveau von Fach- und Fachhochschulen. Er soll dem Studierenden der Elektrotechnik oder des Maschinenbaus ein Wissen darüber vermitteln, was in den Maschinen vor sich geht und wie sie sich im Betrieb verhalten. Für die dafür zur Verfügung stehende Zeit verlangt dies allein bereits viel Arbeitsaufwand, so daß eine ernsthafte Beschäftigung mit zusätzlicher Literatur für den Studierenden kaum möglich ist. Deshalb wird auf Literaturhinweise verzichtet! Die mathematischen Formulierungen werden bewußt auf einfache Zusammenhänge reduziert; Differential- und Integralrechnung werden nicht verwendet. Bremerhaven Klaus Fuest Vorwort zur 3. Auflage Die überarbeitete 3. Auflage wurde durch ein zusätzliches Kapitel ergänzt, um dem Leser eine Vertiefung des Stoffes durch Verständnisfragen sowie durch ein erweitertes, umfangreiches übungsangebot zu ermöglichen. Bremerhaven, im Mai 1989 Klaus Fuest