4. Elektrische Kleinantriebe

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1 4. Elekrische Kleinanriebe Gleichsrom-, Asynchron- und permanenerrege ynchronmaschinen können grundsäzlich für kleine Leisungen bis zu wenigen Wa gebau werden. Die Anforderungen an diese aschinen ergeben sich aus den Kennlinien und Beriebsbedingungen der angeriebenen kleinen Arbeismaschinen. Hierzu zählen: Elekrowerkzeuge (Bohr-, Fräs- und chleifmaschinen), Haushalgeräe (aubsauger, Waschmaschinen, Trockner, Rührwerke, chlagmühlen und Fön). Haupsächlich drei verschiedene ooraren kommen auf diesem Gebie zum Einsaz, deren Leisungen zwischen 50 W und 1,5 kw liegen. Am weiesen verbreie sind ooren mi Kollekoren (Universalmooren, Gleichsromreihenschlussmaschinen) und kollekorlose ooren (Indukionsmooren, Asynchronmaschinen). ie können direk an das Wechselsromnez angeschlossen werden und sellen kosengünsige Lösungen dar. i einfachen elekronischen euerungen können energiesparende, komforable, geräuscharme und flexible Geräe realisier werden. Die Gruppe der elekronisch kommuieren, kollekorlosen ooren umfass Permanenmagne-ynchronmooren und geschalee Relukanzmooren. ie verbinden das hohe Drehmomen und die variable Drehzahl des Universalmoors mi den Voreilen des Indukionsmoors. pezielle Forderungen ergeben sich beim Einsaz in der R-Technik (ellanriebe, Lagegeber), Büro- und Rechenechnik (Laufwerke in Rechnern, Drucker und Ploer) und beim Einsaz in verschieden Werkzeugmaschinen (Vorschubanriebe) und Indusrieroboern. Bei diesen Einsazbeispielen reen die elekrischen Kleinanriebe als ypische Bauglieder zur Informaionsnuzung in Erscheinung. ie werden dabei über elekronische ellglieder gespeis. i elekronischen ellgliedern, für die in diesem Leisungsbereich vor allem FET-odule zum Einsaz kommen, lassen sich nahezu alle Forderungen an die euerung und Regelung der Anriebe erfüllen. ervomooren In der Vergangenhei wurden Gleichsrom-Kleinanriebe für ellvorgänge vorzugsweise eingesez. Heue werden ie von permanenerregen synchronen Kleinanrieben verdräng. chrianriebe Dor, wo keine Regelung nowendig is, vorzugsweise in der Büro und Rechenechnik, finden chrianriebe mi Permanenmagneläufer in Wechselpolbauweise, mi Relukanzläufer oder mi Permanenmagneläufer in Gleichpolbauweise (Hybridmoor) Anwendung. ynchrone Wechselsrom-Kleinmaschinen arbeien mi einem Drehfeld, wobei der änder, wie bei asynchronen Wechselsrommaschinen, enweder eine zweisrängige Wicklung mi Kondensaorbeschalung oder eine kurzgeschlossene palpolwicklung erhäl. Bei palpolmaschinen unereil ein chliz den gesamen Polbogen in einen Hauppol und einen palpol, der einen kräfigen Kurzschlussring erhäl. erkmale der palpolmaschinen sind der einfache Aufbau, das ellipische Drehfeld, der niedrige Wirkungsgrad (10 % bis 40 %) und die geringe Leisung bis 150 W. Als Läufer gelangen permanenmagneische Polsyseme, unsymmerische agnesyseme (Relukanzmaschinen) und solche mi harmagneischen Werksoffen (Hyseresemaschinen) zum Einsaz. Besondere Probleme ergeben sich bei der Erzeugung des G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 42

2 Anlaufdrehmomens bei permanenerregen aschinen. Hier wird häufig der Läufer zusäzlich mi einem Kurzschlusskäfig versehen, dami ein asynchrones Drehmomen gebilde werden kann. Zur Gewährleisung eines sicheren Anlaufs is die Kennnis des Inrifalldrehmomens T der jeweiligen aschine nowendig. Dieses omen is abhängig vom Gesamrägheismomen des Anriebssysems J ges ( T = f{j ges /J }). ynchronismus kann nur erreich werden, wenn gil: J ges T0 T = - FImax W 1- FI max J (4.1) T0 = Inrifalldrehmomen, wenn J ges = J (aschinenrägheismomen); FI max = max. Trägheisfakor. 4.1 Universalmooren Der Universalmoor wird dor eingesez, wo ein hohes Drehmomen und variable Drehzahl benöig werden. Dieser ooryp, der mi Gleich- oder Wechselsrom versorg werden kann, ha in Hausgeräen die größe Verbreiung. acheilig sind der mäßige Wirkungsgrad und die begrenze Lebensdauer. Der direke Berieb am 230-V-Wechselspannungsnez is möglich. Phasenanschniseuerung Eine Drehzahlversellung läss sich bei Universalmooren auf wirschafliche Weise durch eine Phasenanschni-euerung mi einem Triac erreichen. Die hohen pizenwere des romes führen zu erheblichen Eisenverlusen. Is der Triac nich während der gesamen Vollschwingung leiend, enhäl der aus dem ez ennommene rom niederfrequene Oberschwingungen, deren Ampliuden die nach IEC-orm zulässigen Were überseigen können. I mo I mo U ez Universalmoor mi Kollekoren im Wechselsromberieb bei Triac- Phasenanschniseuerung U ez Voreile der Phasenanschniseuerung: direker ezanschluss, kosengünsige Lösung, variable Drehzahl. acheile der Phasenanschniseuerung: sarker romripple, Kollekoren verursachen örungen (Funkenbildung), kurze Lebensdauer (3000 h). Chopperanseuerung Der Universalmoor läss sich selbsversändlich mi einer gleichgericheen pannung versorgen, die von einem O-FET mi hoher Frequenz geake wird. Das Variieren der Drehzahl erfolg durch Verändern der am oor liegenden pannung über das Tasverhälnis des Gleichsrom- Tiefsezsellers. Da die pannung gleichgeriche is, ergib sich eine geringere romwelligkei mi der Folge kleinerer Eisenverluse. Der ezsrom is nahezu sinusförmig, so dass die Oberschwingungen G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 43

3 gering sind. Der ezfiler unerdrück effizien die Chopperfrequenz (5 bis 20 khz), so dass die Oberschwingungsnorm IEC erfüll werden kann. Das pulsweienmoduliere ignal wird vom ikroconroller erzeug und über das O-Treiber- IC an den Chopper-Transisor (O-FET) gegeben. Der O-Treiber schüz vor Kurzschlussund Übersrömen. Der ikroconroller überwach die ezspannung und verwale die chniselle zum Benuzer. I mo Umo Imo Umo Power O Uez Universalmoor mi Chopperanseuerung U ez Voreile der Chopperanseuerung: geringer romripple, weniger hörbares Geräusch, höherer Wirkungsgrad. acheile der Chopperanseuerung: chalfrequenz 20 khz, HF-Filerung erforderlich. Gegenüber der Phasenanschniseuerung seig durch die Chopperanseuerung der Wirkungsgrad erheblich, der oor kann kleiner dimensionier werden, die Lebensdauer der Kollekoren nimm zu, und der ezsrom und die Oberschwingungen sinken. 4.2 Indukionsmooren Indukionsmooren (Asynchronmaschinen) werden als Anriebe für Pumpen, Kompressoren, Kühlgeräe und Lüfer eingesez, bei denen es auf Laufruhe und lange Lebensdauer ankomm. Die Drehzahl dieser, mi Wechselspannung beriebenen ooren, läss sich nich ohne größeren Aufwand variieren, weil sie durch die ezfrequenz von 50 Hz besimm wird. Das Ein- und Ausschalen der Indukionsmooren am Einphasennez erfolg mi einem Triac. Werden beide Drehrichungen geforder, so is ein zweier Triac vorhanden. Der Triac oder die beiden Triacs werden von einem ikroconroller angeseuer, der auch das Drehmomen überwach, Über- und Unerspannungen ausregel und Hochlauframpen einhäl U ez (Wechselsromsellerberieb). Indukionsmoor mi Triac-euerung für beide Drehrichungen G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 44

4 Indukionsmooren mi variabler Drehzahl Um einen Einphasen-Indukionsmoor mi veränderlicher Drehzahl zu bereiben, muss er mi einer pannung angeseuer werden, deren Frequenz variabel is. Auf wirschafliche Weise läss sich dies mi einem Umricher aus vier chalern realisieren, der zwei achsufige, um 90 phasenverschobene Recheckwellen erzeug. Die Ampliude der pannung wird über das pulsbreienmoduliere ignal des ikroconrollers an die Frequenz und dami an die Drehzahl angepass. Das Drehmomen is im ganzen Frequenzbereich hoch. U ez Drehzahlversellbarer Einphasen-Indukionsmoor mi Umricher-euerung Die Anseuerung der auf asse bezogenen uneren IGBT's erfolg mi einem doppelen Low- ide-treiber-ic. Zwei High-ide-Treiber überragen das Anseuersignal an die auf gleiendem Poenial arbeienden High-ide-IGBT's. Die Treiber-IC's seuer direk ein ikroconroller an. 4.3 Elekronikmooren Bei Elekronikmooren werden die acheile der mechanischen Kommuierung der Ankersröme, wie sie bei Gleichsrommaschinen aufreen, durch den Einsaz einer elekronischen Kommuierung vermieden. Zweckmäßigerweise werden die Ankerwicklungen im änder der aschine angeordne, so dass bei Verwendung eines dauermagneisch erregen Läufers (Polrad beseh aus Ferrien, Al-i-Co- bzw. m-co-agneen) oder eines Relukanzläufers kein chleifkonak aufri. Zur zyklischen elbsweierschalung der Ankersröme is eine Erfassung der Pollage erforderlich. ynchronmoor mi Permanenmagne Geschaleer Relukanzmoor Der Elekronikmoor, besehend aus ynchronmoor mi Permanenmagne und elekronischer Kommuierung, wird auch als kollekorloser (bürsenloser) Gleichsrommoor bezeichne. Diese ausgereife Technologie is besonders laufruhig. i geschaleen Relukanzmooren (wiched Relucance oor, R) können Drehzahlen bis n = min -1 erziel werden. G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 45

5 Bei der Permanenmagneerregung is kein der änderspannung voreilender rom möglich. Als ellglieder kommen nur selbsgelösche Wechselricher mi Gleichspannungszwischenkreis in Berach. Die geringe Anzahl der Wicklungssränge beim Elekronikmoor (vorwiegend drei), im Vergleich zur großen Anzahl von Kommuaorlamellen bei Gleichsrommaschinen, erforder ofmals besondere aßnahmen bei der agnekreisgesalung. Zur Erzielung eines guen Rundlaufs bei kleinen Drehzahlen is die agnekreisgesalung von besonderer Bedeuung. Das Beriebsverhalen und die euermöglichkeien lassen sich anschaulich im polradorienieren Koordinaensysem beschreiben. Zur Realisierung der polradorienieren euerung sind folgende Voraussezungen im saionären und dynamischen Berieb zu erfüllen: Erfassung der Polradlage, Ermilung des ändersromvekors mi Hilfe eines ellgrößenrechners aus dem ollwer des oordrehmomens und der Polradlage, Einprägung des ändersromvekors in Form dreier zeilich variabler rangsröme in den Anker. Der dafür vorzusehende Aufwand für oor, ellglied, Anseuerung und Regelung häng vor allem vom konkreen Einsazzweck ab. Bei Elekronikmooren, die als ynchron-ervoanriebe für Werkzeugmaschinen und Indusrieroboer eingesez werden, is dieser Aufwand hoch. Voreile von ynchron-ellanrieben gegenüber Gleichsromsellanrieben: höhere Zuverlässigkei Warungsarmu im Läufer der aschine prinzipbeding keine Verlusleisung kleines assenrägheismomen, dadurch günsiges dynamisches Beriebsverhalen hohe Ansprüche an die Rundlaufeigenschafen im Bereich kleinser Drehzahlen sind realisierbar Die dynamische Enkopplung von elekrischen und mechanischen Ausgleichsvorgängen wird durch ellglieder mi hoher Dynamik und rangsromregelungen erreich. Hierfür sind Transisor-Pulswechselricher und nichlineare romregler (Zweipunkregler) geeigne. Bei lagegeregelen ellanrieben in der R-Technik biee sich die öglichkei, für die Zusandsgrößen Polradwinkel, Drehzahl und Lageposiion einen gemeinsamen mechanischen esswergeber zu verwenden. Bei Kleinanrieben mi geringen Anforderungen an den ellbereich wird meisens nur die hochgenaue Drehzahlsabiliä dieser Anriebe genuz. Hier kommen ynchronmooren mi Permanenmagneläufer oder geschalee Relukanzmooren mi einfachen opischen Pollagesensoren (Roor-Posiionsgeber) zum Einsaz. + HD T5 T5 HD C PW T2 T4 T6 HD LD T5 T4 T6 T2 T4 T6 Prinzipschalung eines ynchron-ellanriebes _ G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 46

6 Der selbskommuierende ynchronmoor mi Permanenmagneläufer wird durch die übliche Dreiphasen-Brücke ( - T6 mi aniparallelen Dioden) angeseuer, die die drei oorphasen nacheinander mi pannung beiderlei Polariä versorg. Der ikroconroller C erhäl über die drei Roor-Posiionsgeber die Roorposiion (Polradlage) und seuer direk die Transisoren an, um auf diese Weise die Phasenwicklungen sequeniell zu kommuieren. Die Transisoren, und T5 werden über je einen High-ide-Treiber-IC (HD) und die Transisoren T2, T4 und T6 über das Dreifach-Low-ide-Treiber-IC (LD), das gleichzeiig die pannungsregelung miels PW und romüberwachung übernimm, angeseuer. Der geschalee Relukanzmoor (wiched Relucance oor, R) wird üblich über eine asymmerische Halbbrückensrukur für jede Wicklung angeseuer. Der hohe Aufwand für diese chalung ensprich der Prinzipschalung eines ynchron-ellanriebes; sie is jedoch vielseiig und robus. HD + PW C T2 T4 LD T4 T2 T4 - Kosengünsige Anseuerung eines Dreiphasen-R mi nur einem Roor-Posiionsgeber Eine kosengünsige Anseuerung eines Dreiphasen-R mi nur einem Roor-Posiionsgeber und vier Transisoren ( - T4), z.b. für Haushalsgeräe, zeig die obige chalung. ur der High-ide-Transisor, der die pannung über das PW-ignal ensprechend der Drehzahl variier, und die zugehörige Diode werden mi hoher Frequenz geschale. ie müssen für die nacheinander aufreenden röme der drei Phasen dimensionier werden. Die kosengünsigse Lösung sell der Einphasen-R mi zwei Transisoren und zwei Freilaufdioden dar. Dieser Anrieb is ausschließlich für hohe Drehzahlen geeigne. 4.4 chrianriebe chrimooren sind eine onderbauform der ynchronmaschine. Das änderdrehfeld dreh sich allerdings sprungarig um den Drehwinkel ϕ = n α und nimm den Permanenmagne- oder Relukanzläufer mi. Zu einem chrimoorenanrieb gehör immer ein dem oor zugeordnees Anseuergerä, in dem eine Programmeinhei die euerbefehle verarbeie und der Leisungssufe zuführ. Diese liefer aus einem ezeil die erforderliche Impulsfolge zur peisung der einzelnen Wicklungssränge. Der änder ha enweder eine ehrphasenwicklung, oder mehrere änderpakee sind zu einer sog. ehrsänderausführung zusammengesez. Die einzelnen Phasen bzw. änderspulen werden forlaufend mi romimpulsen eingespeis. Es ergib sich eine diskree Lageänderung des magneischen Feldes. chrimooren wandeln so elekrische euerbefehle in proporionale Winkelschrie um. Die Welle dreh sich bei jedem euerimpuls mi einem chri um den Winkel α weier. Bei schneller Folge der Impulse geh die chribewegung in eine koninuierliche Drehbewegung über. Der chrimoor kann beliebige chrifolgen in beiden Drehrichungen ohne chrifehler ausführen. Die Posiion der Läufersellung des chrimoors ensprich dem Erregungszusand der pulen und dami der Polariä der änderpole. Wird diese Polariä durch Um- G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 47

7 kehrung der Erregersromrichung nach einem fesgelegen chalrhyhmus geänder, so sell sich der Läufer schriweise auf die jeweils neue Posiion ein α 2 αα 3 α 1 Anseuergerä 2 Programmeinhei 3 Leisungssufe 4 chrimoor chrimoorenanrieb chrimooren werden als permanenerrege ooren, als Relukanzmooren oder als Hybridmooren mi m = 2 bis m = 5 Wicklungssrängen ausgeführ. Permanenerrege ooren in Wechselpol-Bauweise besizen einen zylindrischen Ferriläufer, der enlang des Umfangs mehrpolig magneisier is, wobei man mi p 12 und m = 2 Wicklungssrängen chriwinkel von α 7,5 erreich. Dieser ooryp is preiswer und ha eine gue Dämpfung und durch den Dauermagneen auch im sromlosen Zusand ein elbshalemomen. Relukanzmooren besizen einen Läufer aus einem weichmagneischen Zahnrad, das sich ensprechend den besromen änderwicklungen in deren agnefeld einsell. Durch die u-zahnfolge wird der veränderliche magneische Widersand zur Drehmomenbildung verwende. an erreich mi Relukanzmooren chriwinkel von α < 1, ha kein elbshalemomen (Gl. 2.35) und eine schleche Dämpfung. Hybridmooren sind permanenerrege ooren in Gleichpol-Bauweise mi einem Läufer aus einem axial magneisieren Dauermagneen, der beidseiig gezahne Polschuhe aus Weicheisen enhäl. Die Zähne beider Ringe sind gegeneinander um eine halbe Teilung versez und bilden auf der einen eie nur ord- auf der anderen nur üdpole. Der änder besiz ebenfalls gezahne Pole für eine meis fünfsrängige Wicklung. Hybridmooren sind vor allem für große Drehmomene die wichigse Bauform. an erreich chriwinkel α < 1, eine gue Dämpfung und ein elbshalemomen. Permanenmagnee Zahnung Ν Ν weichmagneischer Werksoff Permanenmagneläufer Hybridmoor mi Permanen- Relukanzläufer in Wechselpolbauweise magneläufer in Gleichpolbauweise Läuferausführungen von chrimooren Der chriwinkel α läss sich allgemein angeben zu: 360 α = (4.2) 2 m p m = Phasenzahl p = Polpaarzahl des Läufers G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 48

8 Die Wirkung einer Zahnung der änderpole zur Realisierung kleiner chriwinkel kann an einem viersrängigen oor mi ach änderpolen (m = 4), die jeweils fünf Zähne aufweisen, gezeig werden. A B Aufbau von änder und Läufer eines Relukanzmoors mi gezahnen änderpolen D C Bei erreger änderwicklung A befinde sich der Läufer (p = 25) mi 50 Zähnen in Lage 1, d.h. der ellung maximalen Leiwers zwischen Pol A und den Läuferzähnen. Wird jez der rang B erreg, so spring der Läufer in die neue Lage 2 mi ebenfalls opimaler magneischer Zuordnung. Da die änderpoleilung das 50/8 = 6,25fache der Läuferzahneilung τ n2 beräg, ensprich die Lage 2 einer Drehung um 0,25 τ n2. Der chriwinkel des oors beräg dami α = 1,8. A 50/8 τ n2 B τ n Läuferzahnsellung vor (1) und nach (2) einem chri τn2/4 Um ein möglichs hohes Drehmomen zu erreichen, werden meis gleichzeiig mehrere ränge besrom. Die Ar und Reihenfolge in der dieses geschieh, ermöglich verschiedene chriaren. Vollschri: Es werden ses alle m oder immer m - 1 Wicklungen besrom. Für einen zweisrängigen chrimoor ergeben sich bei m besromen Wicklungen die unen eingeragenen Feldlagen mi einem chriwinkel von 90. Halbschri: Die Besromung wechsel zwischen m und m - 1 Wicklungen. an erhäl jez 8 Feldlagen mi einem chriwinkel von 45. Weil nacheinander eine oder zwei Wicklungen erreg sind, änder sich die änderdurchfluung im Verhälnis 1 : 2 ensprechende Feldund Drehmomenenschwankungen sind die Folge. Bei ooren mi m = 5 sind die Unerschiede nur gering. 2 I Θ I 2 I I I 2 I 2 Vollschriberieb Halbschriberieb chrimoor (m = 2), Feldlagen und Wicklungssröme G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 49

9 eben dem Vollschri- und Halbschriberieb, die sich bei den meisen Anseuergeräen wahlweise einsellen lassen, wird manchmal auch ein sogenanner inischriberieb (minisep) vorgesehen. Hier werden die Wicklungssröme mi einer aufwendigen Elekronik pulsweienmodulier geschale, was die Anzahl der Feldlagen wesenlich erhöh. Anseuerschalungen der änderwicklung Bei unipolarer peisung erhäl jeder Pol zwei Wicklungen, von denen jede eine romrichung übernimm. Die Elekronik is mi zwei chalransisoren je Pol einfach, die oorausnüzung aber ungünsig, da ses nur 50% des Wicklungsraumes besrom is. Bei bipolarer peisung fließ der rom in nur einer rangwicklung je Pol. Beide romrichungen werden durch die doppele Zahl an chalransisoren erreich. Da die oorausnüzung bei bipolarer peisung günsiger is, wird diese Anseuerschalung bei hohen Drehmomenen bevorzug eingesez. Unipolare peisung Bipolare peisung Anseuerprinzip eines chrimoors aisches Drehmomen Wird ein chrimoor bei erregem ändersrang aus seiner ulllage ausgelenk, so enwickel er ein Rücksellmomen, das nahezu sinusförmig verläuf (Kurve 1). Erreich die Auslenkung den chriwinkel ϕ = -α, so erhäl man das Kippmomen K, das auch als Halemomen H bezeichne wird. Is der oor nun dauernd mi einem K -α α α β - K W ϕ 1 2 Gegenmomen W belase, so kann der Läufer nich mehr die Leerlaufsellung mi ϕ = 0 einnehmen, sondern er bleib um den Winkel β zurück (Polradwinkel der belaseen ynchronmaschine). i dem nächsen romimpuls erhäl die omenenkurve die neue Lage 2 und der Läufer kann mi dem Beschleunigungsmomen = - W einen chri mi dem Winkel α ausführen. Es bleib also bei dem einmaligen Winkelfehler β, d.h. bei n euerimpulsen enseh eine Verdrehung um den Winkel n α - β. aisches Drehmomen und Laswinkel eines chrimoors Der oor kann den nächsen chri ausführen, solange das Lasmomen W kleiner als der omenenwer im chnipunk der Kurven 1 und 2 is. chrifehler reen auf, wenn W > K is. chrifehler können im quasisaionären Berieb aufreen, wenn W > WK / 2 is. Drehmomen-Frequenzdiagramm i welchen Drehmomenen ein chrimoor ohne außer Tri zu fallen, d.h. ohne chrifehler bei einer besimmen euerfrequenz berieben werden kann, wird durch die Grenzfrequenz- Kennlinien angegeben. G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 50

10 A j Drehmomen-Frequenzdiagramm eines chrimoors Am A 0 B A Anlaufgrenzfrequenz- Kennlinie Bm f Bm B Beriebsgrenzfrequenz-Kennlinie f Am f A0m f B0m Kurve A 0 gib die jeweilige argrenzfrequenz für J W = 0 an und begrenz dami den arbereich in dem der oor ohne chrifehler mi einem besimmen Lasrägheismomen J W anlaufen und anhalen kann. Bei J W > 0 sind dann Werepaare wie Anlaufgrenzfrequenz f Am und Anlaufgrenzmomen Am zulässig. Bei der maximalen Anlauffrequenz f A0m is nur noch Leerlauf möglich. ach dem Anlauf kann der oor innerhalb der Beriebsgrenzkurve B arbeien. Das verfügbare Drehmomen verringer sich bei höherer euerfrequenz, weil die Wicklungssröme innerhalb der romflussdauer s immer särker von der idealen Recheckform abweichen. romversorgung Beim Aufschalen einer Gleichspannung U seig der rom exponeniell mi der Zeikonsanen τ = L/R des Wicklungssranges an, d.h. der für das volle Drehmomen erforderliche Endwer des romes I = U /R wird ers ungefähr bei s > 5 τ erreich. Im Konsanspannungs-Berieb schale man zur Erhöhung der zulässigen euerfrequenz meis einen ohmschen Vorwidersand in den Wicklungssrang und reduzier dami die Zeikonsane ensprechend. L + f i i 2 R V i 1 i L i 1 ohne und i 2 mi Vorwidersand R V U 0 R 0 y n T τ 2 τ 1 L - chalung und romverlauf eines unipolar angeseueren Wicklungssranges Eine wesenliche Erhöhung des Frequenzbereichs kann man durch Ausführung der Anseuereinhei mi Konsansrom-Berieb erreichen. Hier erhäl die oorwicklung eine höhere pannung als U aufgeschale, so dass der rom schneller auf einen oberen Grenzwer I og anseig. Jez wird die pannung solange abgeschale, bis der rom wieder auf einen uneren Wer I ug gesunken is und danach erneu pannung angeleg. an sell den rommielwer I also in einem Takberieb (Chopperberieb) ein, dessen Frequenz wesenlich über der euerfrequenz lieg. G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 51

11 L + romregler T4 i 1 (, ) i 1 (, ) U 0 y 1 D1 T2 y 2 R m L - i 1 I og chalung und romverlauf eines bipolar angeseueren Wicklungssranges I ug Die Transisoren und T4 übernehmen neben dem Anseuern der Wicklungssränge zusäzlich die romreglerfunkion. Gegenübersellung unipolare und bipolare Anseuerung Die unipolare Anseuerung wende man vorwiegend für kleine Leisungen an. Voreile: einfacher Aufbau, geringerer Preis durch wenige Leisungsbauelemene. acheile: maximal 50% der Wicklungssränge sind gleichzeiig sromdurchflossen Zusazverluse durch Vorwidersände, romreduzierung bei oorerwärmung durch Widersandszunahme. Die bipolare Anseuerung wird vorwiegend bei höheren Leisungen und hohen dynamischen Forderungen eingesez. Voreile: alle Wicklungssränge können gleichzeiig rom führen, kein Zusazaufwand an Leisungsbauelemenen bei romregelung geringe Verlusleisung, im romreglerberieb keine Temperaurabhängigkei des roms. acheile: grundsäzlich höherer Aufwand an Leisungsbauelemenen, größerer chalungsaufwand. G. chenke, Elekrische Anriebe für aschinenbauer FB Technik, Ab. E+I 52