Elektrische Maschinen

Transkript

1 Eckhard Spring Elektrische Maschinen Eine Einführung 2., durchgesehenfe'auflage Mit 229 Abbildungen fyj. Springer

2 Die elektrischen Maschinen Eine Kurzgeschichte der elektrischen Energietechnik 1 1 Gleichstrommaschine Elektromechanische Energiewandlung Generatorbetrieb Motorbetrieb Übergang vom Motor- in den Generatorbetrieb Die Grundform der Gleichstrommaschine Generator Motor Der Aufbau der Gleichstrommaschine Leiterschleife Doppel-T-Anker Ringanker Trommelanker Gleichstromgenerator Fremderregter Generator Nebenschlußgenerator Reihenschlußgenerator Doppelschlußgenerator Gleichstrommotor Fremderregter Motor Nebenschlußmotor Reihenschlußmotor Die magnetischen Felder der Gleichstrommaschine Das Ankerfeld Wendepolwicklung Kompensationswicklung oder zusätzliche Erregerwicklung Klemmenbezeichnungen bei der Gleichstrommaschine Verluste und Wirkungsgrad Die Ummagnetisierungsverlustleistung Die Wirbelstromverlustleistung Reibungsverlustleistung und weitere Verluste Der Leistungsfluß der Maschine 82

3 VIII Inhaltsverzeichnis Der Wirkungsgrad der Maschine Weitere Beispiele für den Einsatz der Gleichstrommaschine 94 2 Transformator Idealer Transformator Das Spannungsgleichgewicht Der Transformator als Spannungswandler Das Durchflutungsgleichgewicht r Der Transformator als Stromwandler Der belastete Transformator Realer Transformator Eisenverlustleistung Der Transformator mit Eisenverlustleistung im Leerlauf Der Transformator mit Eisenverlustleistung bei Belastung Kupfer- oder Stromwärmeverlustleistung in den Wicklungen Magnetischer Streufluß Ersatzschaltung des Transformators Idealer Transformator mit gleichen Wicklungswindungszahlen Realer Transformator mit gleichen Wicklungswindungszahlen Idealer Transformator mit ungleichen Wicklungswindungszahlen Realer Transformator mit ungleichen Wicklungswindungszahlen Vereinfachte Ersatzschaltung Untersuchung und Betrieb des Transformators Der Leerlaufversuch Der Kurzschlußversuch Der Wirkungsgrad Stoßkurzschlußstrom und Einschaltstromstoß Parallelbetrieb von Transformatoren Wanderwellenverhalten des Transformators Spannungs- und Stromwandler Spannungswandler Stromwandler Dreiphasenwechselstrom- oder Drehstromtransformator Spartransformator Wachstumsgesetze Dreiwicklungstransformator Asynchronmaschine Aufbau und Wirkungsweise der Asynchronmaschine Der Aufbau der Maschine Das Spannungsgleichgewicht auf der Statorseite Die Entstehung des Drehfeldes 230

4 IX Das Drehfeld induziert in den Rotorleitern eine Spannung Der Rotor dreht sich Spannungs- und Durchflutungsgleichgewicht Vor- und Nachteile des Asynchronmotors Käfigläufer und Schleifringläufer Das Drehmoment Der Strom Käfigläufer Schleifringläufer Möglichkeiten der Drehzahlverstellung Drehrichtungsumkehr und Bremsen Leistungsfluß des Asynchronmotors Die Ersatzschaltung der Asynchronmaschine Entwicklung der Ersatzschaltung Die Ersatzschaltung für die Rotorseite Die vollständige Ersatzschaltung Leistungsfluß und Ersatzschaltung Berechnung des Betriebsverhaltens der Maschine mit Hilfe der Ersatzschaltung Die experimentelle Bestimmung der Ersatzschaltung Der Kurzschlußversuch Der Leerlaufversuch Vereinfachte Ersatzschaltung für große Asynchronmaschinen Das Kreisdiagramm der Asynchronmaschine Die Impedanzortskurve für den Rotor Die Adnüttanzortskurve für den Rotor Die Ortskurve für den Rotorstrom Das vereinfachte Kreisdiagramm für Maschinen großer Leistung Das allgemeingültige Kreisdiagramm Generatorbetrieb der Maschine Bremsbetrieb Experimentelle Ermittelungjles Kreisdiagramms Die Asynchronmaschine als Generator Die Asynchronmaschine als Generator am Netz konstanter Spannung und Frequenz Die Asynchronmaschine als Generator im Inselbetrieb Blindstromkompensation bei der Asynchronmaschine Die Asynchronmaschine am Netz variabler Frequenz Synchronmaschine Aufbau und Wirkungsweise der Synchronmaschine Grundsätzlicher Aufbau Inselbetrieb und Betrieb am Netz konstanter Spannung und Frequenz 328

5 4.1.3 Drehfeld und Motorbetrieb Generatorbetrieb Dampf-und Wasserkraftgeneratoren Ersatzschaltung der Vollpolmaschine Die Ersatzschaltung Die Leerlaufkennlinie Die Kurzschlußkennlinie Die Synchronreaktanz Synchronisation Dunkelschaltung Gemischte Schaltung Belastungseinstellung Wirkleistungsverhältnisse Blindleistungsverhältnisse Das Stromdiagramm der Vollpolmaschine Das Zeigerdiagramm Das Stromdiagramm Die Belastungsgrenzen Belastungseinstellung im Stromdiagramm Berechnung des Betriebsverhaltens der Vollpolmaschine Generator-und Motorbetrieb Blindleistungsabgabe und Blindleistungsaufnahme Die Schenkelpolmaschine Die Synchronreaktanz der Vollpolmaschine Die Reaktanzen der Schenkelpolmaschine Messung der Reaktanzen der Schenkelpolmaschine Wirkleistung und Blindleistung Der Kurzschluß Verlauf des Kurzschlußstroms Die Reaktanzen der Maschine Die Lenz'sche Regel Die Zeitkonstanten der Maschine Kurzschlußberechnung Inselbetrieb ' Belastungskennlinien Regulierkennlinien Einphasenwechselstrommotoren Universalmotor Asynchronmotor Synchronmotor 417 Literatur 419 Sachverzeichnis 425