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Transkript

1 5-1 %UHPVYHUIDKUHQXQG(LQVDW]P JOLFKNHLWHQHOHNWULVFKHU0DVFKLQHQ %UHPVYHUIDKUHQEHL*OHLFKVWURPPRWRUHQ Von einem elektrischen Antrieb wird oft verlangt, dass er den Bremsvorgang übernimmt. Die bremsende Gleichstrommaschine arbeitet als Generator, wobei prinzipiell sowohl Nutzbremsung mit Rücklieferung der Energie ins Netz als auch Verlust- oder Widerstandbremsung möglich sind. :LGHUVWDQGVEUHPVXQJ Zur Widerstandsbremsung wird die Ankerwicklung über einen Widerstand kurzgeschlossen und die Erregerwicklung fremderregt (%LOG). %LOG3ULQ]LSVFKDOWELOGGHU:LGHUVWDQGVEUHPVXQJ Umso größer die Bremswirkung, desto kleiner ist der Bremswiderstand, weil so mit kleiner Spannung ein ausreichend großer Bremsstrom fließen kann. Zu klein darf der Widerstand aber nicht sein, weil sonst die Verlustwärme den Motor gefährdet. Einsatzgebiete: Bei Gleichstrommotoren als Bremse Vorteil: einfache Steuerung Nachteil: keine Haltbremsung 1XW]EUHPVXQJ Bei der Nutzbremsung wird die elektrische Energie ins Netz zurückgespeist und dient zum Laden von Batterien oder zur Speisung anderer Verbraucher.

2 5-2 Die Nutzbremsung verlangt, dass 8 > 8 ist. mit: 8 : generatorische erzeugte Spannung 8 : Netzspannung Dies ist nur möglich, wenn die Drehzahl über der Nenndrehzahl ist, dies wird z.b. erreicht bei der Talfahrt einer Bergbahn. Bei Gleichstromantrieben die über Stromrichter gespeist werden, ist die Nutzbremsung praktisch bis zum Stillstand möglich, da die Ankerspannung kontinuierlich verringert wird und der Stromrichter im Wechselrichterbetrieb arbeitet. %LOG1XW]EUHPVXQJPLW)UHPGHUUHJWHP*OHLFKVWURPPRWRU Beispiel: (LQ1HEHQVFKOXVVPRWRUEUDXFKW]XP+HEHQHLQHU/DVWN:PHFKDQLVFKH/HLVWXQJ6HLQ :LUNXQJVJUDGEHWUlJWGHU:LUNXQJVJUDGGHU:LQGHEHWUlJW:LHJUR LVWGLH /HLVWXQJVDXIQDKPHGHV0RWRUVEHLP+HEHQ":LHJUR LVWGLH1XW]OHLVWXQJGLHGHU0RWRUDOV *HQHUDWRULP6HQNEHWULHEDQGDV1HW]]XU FNJLEWZHQQJOHLFKHU0DVFKLQHQZLUNXQJVJUDG YRUDXVJHVHW]WZLUG

3 5-3 Demoversuch:

4 5-4 %UHPVYHUIDKUHQEHL'UHKVWURPDV\QFKURQPRWRUHQ 0HFKDQLVFKH%UHPVXQJ Mechanische Bremsen können am Motor angebaute, elektrisch betätigte Magnetbremsen sein. Sie sind als Kegel-, Bachen-, oder Lamellenbremsen ausgebildet. Meist sind sie so aufgebaut, dass sie durch Federkraft anziehen und elektrisch gelüftet werden. Bei Netzausfall zieht die Bremse dann aus Sicherheitsgründen an, so dass der Motor stillgelegt wird. %UHPVPRWRU Prinzip: Bild 3 zeigt eine mechanische Bremse, die durch einen Bremslüftmagneten betätigt wird. Der Elektromagnet bewirkt, dass sich die Bremse nur löst, wenn die Wicklung des Magneten vom Strom durchflossen wird. Bei Stromausfall wird die Bremse mithilfe der Zugfeder betätigt. %LOG3ULQ]LSGHUPHFKDQLVFKHQ%UHPVH Elektrisches Schaltbild: %LOG6FKDOWELOGGHUPHFKDQLVFKHQ%UHPVH

5 5-5 6WRSSPRWRU Der Stoppmotor mit Verschiebeanker und eingebauter mechanischer Bremse ist weit verbreitet. Bei diesem drückt im Ruhezustand die Bremsfeder (3) eine auf der Welle befestigte Bremsscheibe (5) gegen die Bremsbacken (4). Im Gegensatz zum normalen Asynchronmotor sind beim Stoppmotor die Ständerbohrung (2) und das Läuferblechpaket (1) kegelig ausgebildet. Beim Einschalten des Motors wirkt die im Luftspalt entstehende magnetische Kraft so, dass der Läufer in die Ständerbohrung gezogen wird. Die Bremse ist gelöst. In Bild 5 sind einmal die Laufstellung (L) und die Bremsstellung (B) dargestellt. %LOG6WRSSPRWRU Praktische Anwendung: Die mechanische Bremse kommt bei Dreh-, Wechsel-, und Gleichstrommotoren zum Einsatz. Einsatzgebiete: Werkzeugmaschinen und kleine Hebemaschinen Beispiele: Deckenkran: Beim Deckenkran dient die Bremse dazu, dass die Last bei Stromausfall nicht herabfallen kann. Kreissäge: Bei der Kreissäge gibt es eine gesetzliche Vorschrift die besagt, dass das Sägeblatt innerhalb von 15s stillstehen muss. Steilförderband: aufliegende Lasten würden bei Stromausfall zurücklaufen. Vorteil: keine thermische Belastung. Nachteil: mechanischer Verschleiß. (OHNWULVFKH%UHPVXQJ Die elektrischen Bremsverfahren beruhen auf der Bremswirkung eines vom Induktionsstrom durchflossenen Leiters im Magnetfeld und arbeiten daher verschleiß- und wartungsfrei. 'LH*HJHQVWURPEUHPVXQJ 'LH*HJHQVWURPEUHPVXQJLVWI U.lILJOlXIHUPRWRUHQGDVHLQIDFKVWHXQGJHEUlXFKOLFKVWH%UHPVYHUIDKUHQ=XP 6WLOOVHW]HQGHV$QWULHEVZHUGHQ]ZHL0RWRUOHLWXQJHQ]%PLWKLOIHYRQ6FK W]HQVWHXHUXQJHQYHUWDXVFKWVRGDVV VLFKGHU8PODXIVLQQGHV'UHKIHOGHVlQGHUW Bild 6). Der Motor arbeitet im Bremsbetrieb (Gegenlauf) und entwickelt ein starkes Bremsmoment. Damit er über den Stillstand hinaus nicht in entgegengesetzter Drehrichtung wieder hochläuft, muss

6 5-6 die Netzspannung bei Stillstand abgeschaltet werden. Dies geschieht durch einen mit der Motorwelle gekuppelten Brems- oder Drehzahlwächter. %LOG6FKDOWELOGGHU*HJHQVWURPEUHPVXQJ Praktische Anwendung: Die Gegenstrombremsung kommt bei Dreh-, Wechsel-, und Gleichstrommotoren zum Einsatz. Einsatzgebiete: kleine Hebemaschinen und Werkzeugmaschinen Vorteil: einfache Steuerung Nachteil: keine Haltbremsung. *HQHUDWRULVFKH%UHPVXQJ Beim generatorischen Bremsen wird der Motor von der Last angetrieben und arbeitet als Asynchrongenerator. Die Drehzahl des Motors/Generators muss hierbei größer sein als die Drehfelddrehzahl sein. Dies bedeutet, dass der Generator mit übersynchroner Drehzahl (Läuferdrehzahl > Drehfelddrehzahl) betrieben wird. Die Drehfelddrehzahl ist durch die Netzfrequenz bestimmt, dadurch kann die Maschine nur bis zur synchronen Drehzahl abgebremst werden. Um die Maschine bis zum Stillstand abzubremsen, setzt man Frequenzumrichter ein, um die Speisefrequenz des Drehfeldes, und somit die Läuferdrehzahl, zu steuern.

7 5-7 %LOG*HQHUDWRULVFKH%UHPVXQJPLW(QHUJLHU FNOLHIHUXQJLQV1HW] Praktische Anwendung: Die generatorische Bremsung kommt bei Dreh-, Wechsel-, und Gleichstrommotoren zum Einsatz. Einsatzgebiete: Hebemaschinen und bei Bahnen als Zusatzbremse Vorteil: Bremsenergie wird in elektrische Energie umgewandelt. Nachteil: keine Haltbremsung. (LQVDW]P JOLFKNHLWHQHOHNWULVFKHU0DVFKLQHQ Die folgenden 4 Unterkapitel sollen vollständig im Buch Fachkunde Elektrotechnik und dem Tabellenbuch Elektrotechnik des Verlages EUROPA LEHRMITTEL behandelt werden. %HWULHEVDUWHQHOHNWULVFKHU0DVFKLQHQ s. Fachkunde Elektrotechnik S. 466 u. Tabellenbuch Elektrotechnik S %DXIRUPHQXQG%DXJU HQHOHNWULVFKHU0DVFKLQHQ s. Fachkunde Elektrotechnik S. 467 u. Tabellenbuch Elektrotechnik S KOXQJHLQHV(OHNWURPRWRUV s. Fachkunde Elektrotechnik S. 468 u. Tabellenbuch Elektrotechnik S $XVZDKOHLQHV(OHNWURPRWRUV(XURSD/HKUPLWWHO6 s. Fachkunde Elektrotechnik S