Inhaltsübersicht Grundlagen des elektromotorischen Antriebes Nennleistung elektrischer Maschinen 1 Motoren 1 Generatoren : 1 Motordrehmoment 2 Nennmoment 2 Anzugsmoment 2 Kippmoment 2 Sattelmoment 2 Drehrichtung 3 Anlaufzeiten 3 Anlaufarten 4 Statische Drehzahlstabilität eines Antriebes 7 Drehmomentübertragung 9 Kupplungen 9 Riementriebe X 9 Getriebe 10 Zahnradgetriebe 10 Schneckengetriebe 10 Reibrad-Getriebe (Friktions-Getriebe) 10 Betriebsbereiche rotierender elektrischer Maschinen 11 Übersicht 11 Anlauf-Betrieb-Stillsetzen bei Antrieben mit passiven Lastmomenten 14 Betrieb 14 Anlauf 14 Stillsetzen 14 Anlauf-Betrieb-Stillsetzen bei Antrieben mit aktivem Lastmoment 15 Anlauf : 16 Betrieb 16 Stillsetzen 16 Allgemeine Kriterien für die Auswahl und den Betrieb elektrischer Maschinen Betriebsarten elektrischer Maschinen 23 Bauformen elektrischer Maschinen 25 Schutzarten elektrischer Maschinen 27 Regelung und Steuerung 29 Regelung 29 Steuerung 31 Regelungstechnische Begriffe und Bezeichnungen 31 Motorschutz 33 Die Lebensdauer von Motoren 33 Motorschutz durch Bimetallrelais 33 Motor-Vollschutz mit Kaltleitern 36 Funkentstörung 38 Störgrößen 38 Entstörung 39 Auswahl der Entstörkondensatoren 39 Ausführung der Kondensatoren 39 Gleichstrommaschinen Aufbau und allgemeine Wirkungsweise 41 Ankerkreis 41 Ankerwicklung 41 3.111.1 Spannungsbildung 41 3.111.11 Spannung eines Leiters 41 3.111.12 Spannung einer Spule 41 3.111.13 Gleichspannungsbildung 42 3.111.14 Spannung einer Wicklung (Ankerwicklung) 43 V http://d-nb.info/21293161x
3.111.2 Wicklungsaufbau, Wicklungsschaltung, Polpaarzahl 3.111.3 Drehmomentbildung 3.111.31 Drehmomentgröße 3.111.32 Drehmomentrichtung 3.112 Wendepol- und Kompensationswicklung 3.112.1 Kommutierung - Reaktanzspannung 3.112.2 Ankerquerfeld - Wendepolfeld 3.112.3 Ankerrückwirkung - Kompensation 3.12 Der Erregerkreis 3.121 Der magnetische Kreis 3.122 Erregerkreiswicklungen 3.122.1 Wicklungsschaltungen 3.122.11 Fremderregung 3.122.12 Nebenschlußerregung 3.122.13 Reihenschlußerregung 3.122.14 Doppelschluß- oder Verbunderregung 3.122.2 Wicklungs-Ausführung 3.13 Übersicht über die wichtigsten Klemmenbezeichnungen von Gleichstrommaschinen 3.14 Mechanischer Aufbau 3.2 Fremderregter Gleichstrommotor 3.21 Schaltung und Anschluß 3.211 Wicklungsschaltung und Klemmenanschluß 3.212 Drehrichtungsumkehr 3.213 Anlasseranschluß 3.214 Erregerstromüberwachung 3.22 Betriebsverhalten 3.221 Anlassen 3.222 Betrieb 3.223 Bremsen 3.223.1 Die Nutzbremsung 3.223.2 Die Widerstandsbremsung 3.223.3 Gegenschaltungs-Stillsetz-Bremsung 3.223.4 Gegenschaltungs-Senkbremsung 3.23 Steuerung und Regelung 3.3 Gleichstrom-Nebenschlußmotor 3.31 Wicklung und Anschluß 3.311 Wicklungsschaltung und Klemmenanschluß 3.312 Drehrichtungsumkehr 3.313 Anlasseranschluß 3.314 Feldüberwachung 3.32 Betriebsverhalten 3.33 Steuerung und Regelung 3.4 Gleichstrom-Doppelschlußmotor 3.41 Schaltung und Anschluß 3.411 Wicklungsschaltung und Klemmenanschluß 3.42 Betriebsverhalten 3.422 Drehrichtungsumkehr 3.43 Steuerung und Regelung 3.5 Gleichstrom-Reihenschlußmotor 3.51 Schaltung und Anschluß 3.511 Wicklungsschaltung und Klemmenanschluß 3.512 Drehrichtungsumkehr 3.52 Betriebsverhalten 3.53 Steuerung und Regelung 3.6 Gegenüberstellung der Gleichstrommotoren 3.7 Fremderregter Gleichstromgenerator 3.71 Aufbau 3.72 Schaltung 3.73 Betriebsverhalten 3.74 Steuerung und Regelung 3.8 Gleichstrom-Nebenschlußgenerator 3.81 Schaltung und Anschluß VI
Betriebsverhalten 79 Steuerung und Regelung 80 Gleichstrom-Doppelschlußgenerator (Kompoundgenerator, Verbundgenerator) 80 Schaltung und Anschluß 80 Betriebsverhalten 81 Steuerung und Regelung 82 Gleichstrom-Reihenschlußgenerator (Hauptschlußgenerator) 82 Schaltung und Anschluß 82 Betriebsverhalten 82 Steuerung und Regelung 83 Gegenüberstellung der Gleichstromgeneratoren 83 Dreiphasen-Wechselstrommaschinen (Drehstrom-Maschinen) Dreiphasen-Asynchronmaschinen 85 Dreiphasen-Kurzschlußläufermotor (Drehstrom-Kurzschlußläufermotor) 86 Aufbau 86 Schaltung 88 Funktionsweise 88. Betriebsverhalten 89 Anlassen 90 Steuerung und Regelung 94 Dreiphasen-Schleifringläufermotor 98 Aufbau 98 Schaltung 98 Funktionsweise 98 Betriebsverhalten 99 Anlassen 100 Gegenüberstellung: Kurzschlußläufermotor/Schleifringläufermotor 101 Dreiphasenmotoren am Einphasennetz 101 Störungsfall 101 Betriebsmäßiger Einsatz als Einphasenmotor 102 Drehtransformatoren 102 Dreiphasen-Asynchrongeneratoren 104 Dreiphasen-Synchronmaschinen 104 Aufbau 105 Außenpolmaschine 105 Innenpolmaschine 105 4.312.1 Schenkelpolmaschine 105 4.312.2 Vollpolmaschine 105 4.312.3 Klauenpolmaschine 106 Dämpferwicklung 107 Erregung 107 Anlauf 107 Dreiphasen-Synchronmotor (Drehstrom-Synchronmotor) 108 Aufbau 108 Schaltung 108 Betriebsverhalten 108 Dreiphasen-Synchrongenerator 109 Aufbau 109 Schaltung 109 Betriebsverhalten 109 Parallelschaltung 111 Erregung. 114 Durch Erregermaschine 114 Durch Selbsterregung 114 Durch elektronische Bauteile 114 Steuerung und Regelung 114 Dreiphasen-(Drehstrom-)Kommutatormotoren 115 Drehstrom-Reihenschluß-Kommutatormotor 115 Ständergespeister-Drehstrom-Nebenschluß-Kommutatormotor 116 Läufergespeister-Drehstrom-Nebenschluß-Kommutatormotor 116 VII
4.7 Asynchron-Linearmotor 117 4.71 Aufbau 117 4.72 Wirkungsweise 117 4.73 Einige Vor- und Nachteile von Linearmotoren gegenüber herkömmlichen Drehstrom- Asynchronmotoren 117 5. Einphasen-Wechselstrommaschinen 5.1 Einphasen-Asynchronmotor (Kondensatormotor) 119 5.11 Aufbau 119 5.12 Schaltung 119 5.13 Betriebsverhalten 119 5.2 Spaltpolmotor 120 5.21 Aufbau 120 5.22 Schaltung 120 5.23 Betriebsverhalten 120 5.3 Einphasen-Synchronmotor 120 5.31 Aufbau 120 5.32 Schaltung 121 5.33 Betriebsverhalten 121 5.4 Einphasen-Synchrongenerator (Bahngenerator) 121 5.5 Einphasen-Kommutatormaschinen 121 5.51 Universalmotor 121 5.511 Aufbau 121 5.512 Schaltung 121 5.513 Betriebsverhalten 122 5.514 Steuerung und Regelung 122 5.52 Repulsionsmotor 123 5.521 Aufbau 123 5.522 Schaltung 123 5.523 Betriebsverhalten 123 5.524 Steuerung und Regelung 123 6. Einphasen- und Dreiphasen-Wechselstrom-Transformatoren (Einphasen- und Drehstrom-Transformatoren) 6.1 Aufbau, Schaltung, Betriebseigenschaften 125 6.11 Aufbau 125 6.12 Schaltung 126 6.13 Betriebseigenschaften 127 6.14 Übersetzungsverhältnis 127 6.15 Leerlauf des Transformators 128 6.16 Belastung des Transformators 128 6.17 Leistung des Transformators 129 6.18 Kurzschlußspannung eines Transformators 129 6.19 Verluste in Transformatoren 130 6.2 Schaltgruppen von Transformatoren 132 6.3 Parallelschaltung von Transformatoren 133 6.4 Ausführungsformen von Einphasen-Wechselstrom-Transformatoren 134 6.41 Schutztransformatoren 134 6.411 Trenntransformatoren 134 6.412 Klingeltransformatoren 134 6.413 Spielzeugtransformatoren 135 6.42 Steuerspannungstransformator 135 6.43 Spartransformatoren 136 6.44 Sonderformen von Transformatoren (Meßwandler) 136 6.441 Stromwandler 136 6.442 Spannungswandler 137 6.45 Drehtransformator 138 6.5 Dreiphasen-Wechselstrom-Transformatoren 138 6.51 Aufbau 138 6.52 Schaltung 139 6.53 Betriebseigenschaften 139 VIII
6.54 Schutzeinrichtungen am Dreiphasen-Transformator 139 6.55 Sonderbauformen von Dreiphasen-Transformatoren 139 6.551 Ofentransformatoren 139 6.552 Transformatoren zur Umformung von Dreiphasen- in Zweiphasenstrom 140 7. Umformer 7.1 Statische Umformer 141 7.11 Stromrichterventile 141 7.111 Nicht steuerbare Stromrichterventile - Dioden 141 7.112 Steuerbare Stromrichterventile - Thyristoren 141 7.12 Stromrichter 142 7.121 Kommutierung 142 7.122 Fremdgeführte Stromrichter 142 7.122.1 Stromrichter-Schaltungen 142 7.123 Ungesteuerte Gleichrichter 143 7.124 Gesteuerte Gleichrichter-Wechselrichter 143 7.125 Halbgesteuerte Gleichrichter 144 7.126 Lastgeführte Stromrichter 144 7.127 Selbstgeführte Stromrichter -144 7.13 Umrichter 145 7.131 Zwischenkreis-Umrichter 145 7.132 Direktumrichter 145 7.2 Rotierende Umformer 147 7.21 Umformer - Ausführung 147 7.211 Motor-Generator-Umformer 147 7.212 Einankerumformer 147 7.213 Eingehäuseumformer 147 8. Auswahltabelle elektrischer Maschinen 149 Anhang 1. Definitionen von Größen und Einheiten 153 2. Energiesatz 157 3. Richtungsregeln 158 3.1 Elektrische Größen 158 3.2 Magnetische Größen 159 Stichwortverzeichnis 169 IX