H. Jordan V. Klima K. P. Koväcs. Asynchronmaschinen. Funktion, Theorie, Technisches. Mit 316 Abbildungen und Tabellen. Vieweg.

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Johanna Klein
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1 H Jordan V Klima K P Koväcs Asynchronmaschinen Funktion, Theorie, Technisches Mit 316 Abbildungen und Tabellen V Vieweg Braunschweig 1975

2 Inhalt Einleitung: Bildung des Drehmoments, Gleichstrombremse, Schlupfkupplungen 13 Literatur 26 Kapitel I: Drehfelder, Drehmomentbildung und Spannungserzeugung 27 1 Wechsel- und Drehfelder 27 2 Beschreibung der Felder durch Raumzeiger 36 3 Ermittlung des resultierenden Feldes einer /n-strängigen Wicklung 38 4 Drehfelderzeugung, Strombelag, Felderregerkurve 43 5 Zusammenwirken von Drehinduktions- und Strombelagswellen beliebiger Herkunft (Drehmomentbildung) 46 6 Spannungserzeugung durch Drehfelder 49 Literatur 51 Kapitel II: Die idealisierte Drehstromasynchronmaschine 52 1 Spannungs- und Stromerzeugung 52 2 Leistung und Drehmoment 56 3 Die idealisierte Maschine mit endlichem Luftspalt 59 4 Raum- und Zeitzeigerdiagramm 61 Kapitel HI: Wicklungen 67 1 Die Durchflutung einer Ringwindung 68 2 Fouriersche Reihenentwicklung des Strombelages eines Leiters 69 3 Luftspaltfeld harmonischer Strombeläge 75 4 Luftspaltfeld von drei räumlich und zeitlich symmetrischen Durchflutungen 77 5 Direkte Berechnung des Luftspaltfeldes von drei räumlich und zeitlich sym metrischen Durchflutungen 81 6 Vergrößerung der Leiter- und Strangzahl 84 7 Mehrpolige Durchflutung 86 8 Durchflutungszonen 88 9 Periodizität des Zonenfaktors Durchflutungszonen mit Phasenmischung 95

3 8 Inhalt 11 Periodizität des Wicklungsfaktors Ausführung der Wicklungen Beispiele von Wicklungen Die induzierte Spannung 114 Literatur 119 Kapitel IV: 178 Der Grundfeldmotor Der InduktionsVorgang und die Spannungsgleichungen Berechnung der Ströme Das Primärstromdiagramm (Ortskurve) Verhalten des Motors bei s-+ oo Die Flußverkettungen Ermittlung des Drehmoments Strom- und Drehmomentverhalten bei Vernachlässigung des Ständerwirkwider standes Charakteristische Linien im Kreisdiagramm Wachstumsgesetze Ersatzschaltungen Käfigläufermotor Das Verhalten von Käfig- bzw Schleifringläufern in Ständern verschiedener Polzahl Literatur 181 Anhang 1: Das SI-Maßsystem 182 Literatur 183 Anhang 2: Bezogene Darstellung (Per-Unit-Schreibweise) 184 Anhang 3: Funktionstheoretische Betrachtungen über Kreisdiagramme Die linear gebrochene Funktion und die Kreisverwandtschaft Die parabolische Normalform der linear gebrochenen Funktion Spiegelung am Kreis Bestimmung des Kreismittelpunktes Die projektive Bezifferung des Kreisumfanges Dipolfeld' ; Beispiele Parallelschaltung eines Widerstandes R und iiner Reaktanz jx Das Kreisdiagramm der Impedanz des Asynchronmotors nach Thomälen Das Kreisdiagramm des Primärstromes in der parabolischen Normal form 203 Literatur 205

4 Inhalt 9 Kapitel V: Konstruktiver Aufbau und technische Einzelheiten der Drehstromasynchron maschinen Der magnetische Pfad Gehäuse und Lagerschilder 3 Lager Wicklungen Literatur 225 Anhang: 1 Normen * Bestimmung des Wirkungsgrades nach VDE 0530 Teil 2 und Belastungs kennlinien Leerverluste Lastverluste Bauformen elektrischer Maschinen nach DIN Übliche Schutzarten nach DIN Kapitel VI: Motoren mit Doppelkäfig- und Stromverdrängungsläufern Doppelkäfigläufer Physikalische Wirkungsweise Sätze über die Extremwerte für die Widerstände und Streuinduk tivitäten Wirksamer Widerstand und wirksame Zusatzreaktanz Sonderfall eines sehr großen Motors mit verschwindendem Widerstand des Unterkäfigs 121 Grenzfall s * 0 (Synchronbereich, Synchronkreis) Betrieb mit s = = 0 (Anlaufbereich, Anlaufkreis) Flußverkettungen Diskussion des Strom- und Feldverlaufs in Abhängigkeit vom Schlupf Drehfeldleistung und Drehmoment 126 Aufteilung der Stromwärmeverluste auf Ober- und Unterkäfig Theorie des Doppelkäfigläufers Berechnung der Impedanz ZL(s) für den Laststrom IL Der geometrische Ort der Impedanz Zl(s) des Laststroms Konstruktion der zirkulären Kubik Z*L(s) nach Leiner Schmiegungskreis der Kubik Z*L(s) für j-> oo Ermittlung der relativen Größe und Phasenlage der Käfigströme aus dem Impedanzdiagramm Netze konstanten Wirk- und Blindstroms bzw der Drehfeldleistung und der Drehmomente in der Impedanzebene Anleitung zur Wahl der Kenngrößen des Doppelkäfigläufers 25 Die Ortskurve der Ströme 1L und In Stromverdrängungsläufer Physikalische Erklärung der Stromverdrängung Ortskurven des Last- und Primärstroms eines Käfigläufermotors mit Stromverdrängung (Rechteckstab) 288

5 10 Inhalt 33 Vergleich mit einem Doppelnutläufer 294 Literatur 295 Kapitel VII: Antriebs- und Erwärmungsfragen Mechanische Gesichtspunkte Erwärmungsfragen Betriebsarten 325 Literatur 327 Kapitel VIII: 358 Anlassen, Bremsen, Umsteuern, Schaltwärme Anlassen von Schleifringläufermotoren Anlaßschaltungen für Käfigläufermotoren Anlassen mit verminderter Spannung Anlassen mit Anlaßtransformator Ständeranlasser Stern-Dreieckschaltung Anlassen mit verändbarer Frequenz Anlassen großer Käfigläufermotoren mit Anwurfmotor Anlassen mit Teilpolschaltung Bremsen und Umsteuern Gegenstrombremsung : Gegenstrombremsung bei Schleifringläufermaschinen 312 Gegenstrombremsung bei Käfigläufermaschinen Gleichstrombremsung Nutzbremsung Schaltwärme Schaltzeit-Hochlaufzeit 379 Literatur 382 Kapitel IX: Drehzahlstellen Drehzahlstellen durch Beeinflussung der Schlupfleistung Drehzahlstellen mit Hilfe von Zusatzwiderständen im Läufer Anwendung der Pulstechnik Drehzahlstellen von Schleifringläufermotoren durch Hintermaschinen Gleichstromkaskaden Drehstromkaskaden Stromrichterkaskaden Analytische Behandlung von Kaskadenschaltungen Drehzahlstellen durch Polumschaltung Drehzahlstellen durch Veränderung der Speisefrequenz Verhalten des Drehstromasynchronmotors bei Änderung der Speise frequenz 415

6 Inhalt Proportional mit der Frequenz fallende Klemmenspannung Ulv vu± = Konstante primäre Flußverkettung ft Technische Lösungen der Drehzahlstellung durch Änderung der Speise frequenz Hilfsfrequenznetz mit zwei Drehzahlstufen Netz mit stetig veränderlicher Frequenz (klassische Art) Allgemeine Bemerkungen zur Stromrichterspeisung von Asynchron maschinen 424 Literatur 426 Kapitel X: Sonderbetriebsarten Der Asynchrongenerator Der Drehsteller Der asynchrone Frequenzumformer Die elektrische Welle Gleichstrombremsung 457 Literatur 462 Kapitel XI: Unsymmetrische Schaltungen von Induktionsmaschinen Die Methode der symmetrischen Komponenten Zwei Hilfssätze zur Ermittlung des Strom- und Drehmomentverhaltens im Schlupfbereich 0,5 < s < Der Satz von der Drehmomentfläche Der Satz über die Kurzschlußströme Unsymmetrische Anlauf- und Bremsschaltungen Verluste und Schaltwärme bei unsymmetrischen Ständerschaltungen Der einphasige Betrieb von Asynchronmaschinen Einphasenanlaufschaltungen Übertragung der Methode auf unsymmetrische Ständerschaltungen von Ma schinengruppen ' Anwendung der Methode auf unsymmetrische Läuferschaltungen Berechnung der bei unsymmetrischen Schaltungen auftretenden Pendelmo mente Unsymmetrie im Ständer Unsymmetrie im Läufer Übertragung der Methode auf Motoren mit unsymmetrischen Ständerwick lungen Grenzen der Methode der symmetrischen Komponenten 515 Literatur 515 Schlußwort 517 Sachverzeichnis 519 Bezeichnungen 527

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