Losungen. Losung zu Aufgabe 1: =~p2+q2 =500W =100Y 5A 0,866 =433W =100 Y 5 A 0,5 =250W = 100 Y 0866 =17,32 Q 5A ' =J.. looy.05 =J' loq 5A ' =20Q

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Frieda Böhme
vor 6 Jahren
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1 Losungen Losung zu Aufgabe 1: P=V] I] coscp Q=V] I] sincp =100Y 5A 0,866 =433W =100 Y 5 A 0,5 =250W =~p2+q2 =500W V R=-] coscp I] 'X.V]. J = J -smcp I] = 100 Y 0866 =17,32 Q 5A ' =J.. looy.05 =J' loq 5A ' =20Q =17,32 Q 5 e-j30 A =86,6 e-j300y. 10" 5 - j300a j300y =J',,~ e =J e

2 Losungen zu den Ubungsaufgaben Re( +)t!j 1=1 OOV 231 I =5A e -j30' -1 ~ Im(j) Zeigerdiagramm von Spannung!II und Strom II ~ Im(j) Zeigerdiagramm der Teilspannungen!I R,!Ix

3 232 L6sungen zu den Ubungsaufgaben Losung zu Aufgabe 2: Ersatzsehaltbild des magnetise hen Kreises E>=lOA Rms = 19, A/Vs Rml = 0, A/V s Rm2 = 0, A/V s <l>s = <1>1 = 0, Vs Bs =B I =1, Vs/m 2 <1>2 =0, Vs B2 = 1, Vs/m 2 HI = 9, A/m Hs = 1000 A/m

4 U:isungen zu den Ubungsaufgaben Losung zu Aufgabe 3: 233 a) b) z - UK _ 22,36 V 2,236 Q K- Ik - loa UK UK UK '630 Uk.....K I I - J63 I I -K K e K K Z ==--=. 0 e J =-(cos63 +J sm63 ) X K = UK sin630=2 236 Q =2 Q I ', K

5 234 Losungen zu den Ubungsaufgaben c) u' -2, I I - U) )- Z nov 22,36Q 9,84A <P I = arctan (X K +X L ) = arctan (2+8) -- = arctan (0,5) => <PI = 26,6 RK+RL I - I )' e-j26,6

6 Liisungen zu den Ubungsaufgaben 235 Zeigerdiagramm der Spannungen und Strome d) cp L = arctan ( ~~ ) = 22,8, U 2 = 203 e- j3,7 V Pv,Trajo =RKlf =10.9,84 2 A2 =96,8W PL = RLlf = 190.9,84 2 A 2 = 1840 W Pges = Pv,Trajo + PL = 1937 W

7 236 Losungen zu den Ubungsaufgaben QL = XLI~ = 8 9,84 2 VA = 774,6 VA Qges = Q K +Q L = 968 VA Kontrolle: s = U \1\ = 220 V. 9,84 A = 2165 VA =~Pg~s+Q:es =-J =2165VA Losung zu Aufgabe 4: a) U a = R La + j X. La + Ei U.=Md'! Q I a b) U a =62,7 V M~ =9, Vs/A

8 Losungen zu den Ubungsaufgaben 237 c) f = 100Hz Mmax = 0,31Nm M= 0,155Nm 11 = 0,503 d) fa =4A U a = 40,31 V 11 = 0,503 Losung zu Aufgabe 5: a)

9 238 Losungen zu den Ubungsaufgaben b) Us = 220 V untererregter Betrieb, Is = 10 A I; = 2 If c) l}, MK = 126Nm Die Maschine kann praktisch nicht im Kippunkt betrieben werden!

10 Liisungen zu den Ubungsaufgaben 239 d) Isb = 2,68 A cos <p = 0,966 Losung zu Aufgabe 6: f=16~hz Xd = 0,871 Q X d50 = 2,61 Q Is = 84,2 A reiner Blindstrom nein, da Up =

11 240 Losungen zu den Ubungsaufgaben Up = 329 V Isw = 70,9 A Ish = 19,9 A coscp = 0,96 e = 34,2 iibererregt. Losung zu Aufgabe 7: la, da MmechAStern = 2,66 Nm. Losung zu Aufgabe 8: a) ns = 1000 min-l nn = 970 min-l

12 Uisungen zu den Ubungsaufgaben 241 b) MmechN = 197Nm c) MmechK = 585Nm MmechA = 197Nm d) M L = 98,5 Nm < M mech A' d.h. Anlauf ist moglich. e) Mmech N R: Mmech A ML~' ~- s f) nc = 985 min-l g) h) Bremsbetrieb M mech A Stern = 65,5 Nm < 98,5 Nm, d.h. kein Anlauf moglich.

13 242 L6sungen zu den Ubungsaufgaben Losung zu Aufgabe 9: a) ns = 1500 min-l b) SK = 23,5% nk = 1147 min-l c) MmechK = 544Nm d) MmechA = 242Nm e) PoN = 22,9kW f) MmechN = 146Nm g) SN = 3,9% nn = 1441 min-l

14 Losungen zu den Ubungsaufgaben Losung zu Aufgabe 10: 243 a) p=3 SN = 3,5% Us = 380V Is = 48,8A b) Po = 46,6kW P vrn = 1,63kW COS<PN = 0, N = 96,5% c) M mech A 100 = 680 Nm MmechN = 445Nm SK = 23,5% MmechK = 1527Nm

15 Literaturverzeichnis Busch, R.: Elektrotechnik und Elektronik, 2. Aufl., Teubner, Stuttgart, 1996 Eckhardt, H.: Grundzuge der elektrischen Maschinen, Teubner Studienbucher, Stuttgart, 1982 Flegel / Bimstiel / Nerreter: Elektrotechnik fur den Maschinenbauer, 7. Aufl., Hanser Verlag, Miinchen, 1993 Fischer, R.: Elektrische Maschinen, 8. Aufl., Hanser Verlag, Miinchen 1992 Fricke / Vaske: Elektrische Netzwerke, 17. Aufl., Teubner, Stuttgart, 1982 Hagmann, G.: Leistungselektronik Grundlagen und Anwendung, AULA Verlag, Wiesbaden, 1993 Heumann, K.: Stuttgart, 1996 Grundlagen der Leistungselektronik, 6. Aufl., Teubner, Jager, R.: Leistungselektronik, 4. Aufl., vde-verlag, Berlin, 1993 Janocha, H.: Aktoren Grundlagen und Anwendung, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg, 1992 Lappe, R.: Handbuch Leistungselektronik, 5. Aufl., Verlag Technik, Berlin, 1994 Moeller / Frohne / Locherer / Muller: Grundlagen der Elektrotechnik, 18. Aufl., Teubner, Stuttgart, 1996 StOlting / Beisse: Elektrische Kleinmaschinen, Stuttgart, 1987 Teubner Studienbucher, Weh, H.: Elektromechanische Energiewandlung, Vorlesungsmanuskript, IEM-TU-BS,1991

16 Sachverzeichnis Ankerriickwirkung, 54 Antrieb, Anlauf,224 Aufbau,216 stationarer Betrieb, 221 Widerstandsmoment, 219 Antriebsmoment, 218 Aufbau, Asynchronmaschine, 102 Gleichstrommaschine, 45 Synchronmaschine, 80 Ausfiihrungsformen, Magnetlager, 161 Asynchron-Linearmotor, 149 Asynchronmaschine, 102 Aufbau,102 Drehmoment, 114 Drehzahlstellung, 119 Ersatzschaltbild, 107 Leistung, 114 Stromortskurve, III Wirkungsweise, 104 Asynchronmotor, einstrangig, 126 dreistrangig, 128 zweistrangig, 128 Betriebsverhalten, Asynchronmaschine, 110 Fremderr. GSM, 58 GleichstromnebenschluBmaschine, 63 GleichstromreihenschluBmaschine, 65 Synchronmaschine, 82 Transformator,41 Universalmotor, 68 Belastungskennlinie, vollgesteuerte Einphasen- Briickenschaltung, 198 Blindleistung, vollgesteuerte Einphasen Briickenschaltung, 200 Briickenschaltung vollgesteuerte Drehstrom-, 201 vollgesteuerte Einphasen-, 194 Direkturnrichter,212 Drehstromantrieb, 213 Drehfeld, 75 Drehmoment, Asynchronmaschine, 114 Gleichstrommaschine, 50 Synchronmaschine, 89 Drehzahlstellung, Asynchronmaschine, 119 Gleichstrommaschine, 60, 64, 66 Einzelbetrieb, Synchrongenerator, 90 Einpuls-Strornrichter, 186 Elektronische Schalter, 179 Ersatzschaltbild, Asynchronmaschine, 107 Fremderr. GSM, 58 GleichstromnebenschluBmaschine, 62 GleichstrornreihenschluBmaschine, 65 Transformator, 37 Universalmotor, 67 Fremderregte Gleichstrommaschine, 57 Betriebsverhalten, 58 Ersatzschaltbild, 58 Glattung, Gleichspannung, 191 Gleichstrom, 192 Gleichrichterschaltungen, 186 Gleichrichterbetrieb, vollgesteuerte Einphasen- Briickenschaltung, 195 Gleichstrommagnete, 25 Gleichstrommaschinen, 43 Aufbau,45 fremderregt, 57 NebenschluB-, 62 ReihenschluB-,64 GleichstromnebenschluBmaschine, 62 Betriebsverhalten, 63 Ersatzschaltbild, 62

17 246 Sachverzeichnis GleichstromreihenschluBmaschine, 64 Betriebsverhalten, 65 Ersatzschaltbild, 65 Gleichstromsteller, 208 GTO,184 Impedanz, komplex, 5 Induktionsgesetz, 20 IGBT,181 Kommutierung, 51, 194 Kriifte auf elektrische Leiter, 19 magnetischer Kreis, 17 Lastkennlinien, 219 Leistung, Asynchronmaschine, 114 Leistungsschildangaben, 170 Leistungstransistoren, 180 Linearmotoren, 145 asynchron, 149 synchron, 151 Magnete Gleichstrom-, 25 Permanent-, 14 Wechselstrom-,26 Zug-,22 Magnetkraft, 154 Magnetkreisberechnung, 10 Magnetlager, 153 Ausftihrungsformen, 161 Stabilisierung, 160 Mittelpunktschaltung, 189 Motorkennlinien eines elektrischen Antriebes, 218 Motorschutz, 175 Nennbetriebsarten,226 Permanentmagnete,14 Pfeilsysteme, 1 Pulszahl, 194 Siittigung, 13 Scheibenliiufermotor, 134 Sonderbauformen, Asynchronmaschine, 125 Gleichstrommaschinen, 69 Linearmotoren, 145 rotierende elektrischer Maschinen, 134 Stabilisierung des Luftspaltes bei Magnetlagern, 160 stationiirer Betrieb eines elektrischen Antriebes, 221 Strombelagswelle, 75 Stromortskurve, Asynchronmaschine, III Synchronmaschine, 87 Stromrichtergesteuerte Maschinen, 178 Stromrichtergrundschaltungen, 185 Synchrongenerator, Einzelbetrieb, 90 Synchron-Linearmotor,151 Synchronmaschine, 80 Aufbau,80 Betriebsverhalten, 82 Stromortskurve, 87 Thyristoren, 181 Transformatoren, 36 Betriebsverhalten, 41 Ersatzschaltbild, 37 TransversalfluBmaschine elektrisch erregt, TFE, 141 permanentmagneterregt, TFM, 136 Triac, 183 Universalmotor, 67 Betriebsverhalten, 68 Ersatzschaltbild, 67 Unterschwingungsverfahren, 207 Vollgesteuerte Drehstrombriickenschaltung, 20 I Vollgesteuerte Einphasen-Briickenschaltung, 194 Wechselstrommagnete,26 Wechselrichter, 203 maschinengefiihr, 204 zwangskommutiert, 205 Wechselrichterbetrieb, vollgesteuerte Einphasen- Briickenschaltung, 198 Wechselstromsteller,210 Widerstandsmoment eines elektrischen Antriebes, 219 Wirkungsweise, Asynchronmaschine, 104 Zeigerdarstellung, 3 Ziindeinsatzsteuerung, 207 Zugmagnete, 22 Zweipuls-Stromrichter, 187

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