Elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik

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1 Gerhard Babiel Elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik Lehr- und Arbeitsbuch 2., verbesserte und erweiterte Auflage Mit 157 Abbildungen, 7 Tabellen und 34 Übungsaufgaben STUDIUM VIEWEG+ TEUBNER

2 VII Vorwort Formelzeichen und Abkürzungen V XI 1 Energie als primäre Antriebsgröße Die zugeschnittene Größengleichung Formelsammlung zur Energieumwandlung Mechanische Energie Chemische Energie Das Periodensystem Nukleare Energie Elektrische und magnetische Feldenergie Gravitationsenergie Solarenergie Übungsaufgaben zu Kapitel 1 20 Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Elektrochemische Energiespeicher und -wandler Akkumulatoren AGM-und Gel-Technologie Die Brennstoffzelle Kondensatoren 30 Technische Ausführungen Lithiumionen-Akkumulator Übungsaufgaben zu Kapitel 2 36 Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Transformatoren Magnetfeldgleichungen Das Durchflutungsgesetz Die magnetische Flussdichte B 39

3 VIII Der magnetische Fluss < > Der magnetische Widerstand R m Das Ohmsche Gesetz" für Magnetkreise Fremdinduktion Selbstinduktion Gekoppelte Spulen Idealer Übertrager Transformator mit Streufluss Spannungsgleichungen des Transformators Ersatzschaltbilder für Transformatoren Ersatzschaltbild des idealen Transformators Ersatzschaltbild des realen Transformators Zeigerbild des Transformators Verluste eines Transformators Verluste im Leerlauf Ströme und Verluste im Kurzschluss Dreiphasenspannungssysteme Einphasen-Spannungsversorgung mit Schutzkontakt Dreiphasen-Spannungsversorgung 54 Vorteile des Dreiphasensystems Symmetrische Last Leistung im Dreiphasensystem Symmetrische Last in Sternschaltung Symmetrische Last in Dreieckschaltung Leistung bei unsymmetrischer Last Technische Ausführungen von Transformatoren Wirbelstromunterdrückung in Transformatoren Manteltransformator Kerntransformator Ringkerntransformator Der Spartransformator Der Trenntransformator Transformator mit Mittelanzapfung Drehstromtransformatoren Magnetische Abschirmung Drosselwirkung von Spulen Übungsaufgaben zu Kapitel 3 70 Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe

4 IX Elektrische Maschinen Zählpfeilsysteme Elektromechanische Energiewandler Energiedichte des elektrischen Feldes Energiedichte des magnetischen Feldes Kraft und Drehmomenterzeugung in einer elektrischen Maschine Der Linearmotor Linearmotor in Anwendungen Die Drehfeldmaschine Konstruktionsbegriffe elektrischer Maschinen Die Asynchronmaschine Ersatzschaltbild der Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer Ortskurve des Ständerstromes der Asynchronmaschine Betriebszustände der Asynchronmaschine Der optimale Betriebspunkt der Asynchronmaschine Drehmoment und Leistung der Asynchronmaschine Drehzahlstellung der Asynchronmaschine Wechselrichter Pulsgesteuerter Wechselrichter Übungsaufgaben zur Asynchronmaschine 106 Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Die Synchronmaschine Das Ersatzschaltbild der Synchronmaschine Betriebszustände der Synchronmaschine Leistung und Drehmoment der Synchronmaschine Klauenpolsynchrongenerator (Lichtmaschine) Die Gleichstrommaschine Generatorbetrieb Motorbetrieb Einphasen-Kommutatormotor Leistungsfluss in elektrischen Maschinen Der Reluktanzmotor Asynchron-Reluktanzmotor Transversalflussmotor Bürstenloser Gleichstrommotor Aufbau des BLDC-Motors Statorströme des BLDC-Motors Regelung des BLDC-Motors mit Hallsensoren Sensorlose Regelung des BLDC-Motors 139

5 X 4.15 Übungsaufgaben zu Synchron- und Gleichstrommaschine 140 Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Antriebssysteme Antriebskonzept einer E-Lok Die Magnetschwebebahn Der Transrapid Die Japanische Magnetschwebebahn Supraleitender Maglev" Übungsaufgabe zu Kapitel Aufgabe Allgemeine Prüfungsfragen Anhang Komplexe Leistung Ortskurven Lösungen zu den Übungsaufgaben 163 Lösungen zu 5.4 Allgemeine Prüfungsfragen Werkstoffdaten 186 Periodensystem der Elemente 188 Literaturverzeichnis 191 Sachwortverzeichnis 193