Moderne Stromrichterantriebe: Antriebssystem, Leistungselektronik, Maschinen, Mechatronik und Motion Control, Arbeitsweise drehzahlveränderbarer Antriebe mit Stromrichtern und Antriebsvernetzung
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Würzburg
Vogel
2008
|
| Edition: | 5., überarb. und erw. Aufl. |
| Series: | Kamprath-Reihe
Vogel-Fachbuch |
| Subjects: | |
| Online Access: | Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Neuaufl. u.d.T.: Brosch, Peter F.: Antriebspraxis |
| Physical Description: | 489 S. Ill., zahlr. graph. Darst. 23 cm |
| ISBN: | 9783834331090 |
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KAMPRATH-REIHE PROF. PROF. H.C. MULT. DR.-ING. PETER F. BROSCH MODERNE
STROMRICHTERANTRIEBE ANTRIEBSSYSTEM, LEISTUNGSELEKTRONIK, MASCHINEN,
MECHATRONIK UND MOTION CONTROL, ARBEITSWEISE DREHZAHLVERAENDERBARER
ANTRIEBE MIT STROMRICHTERN UND ANTRIEBSVERNETZUNG 5., UEBERARBEITETE UND
ERWEITERTE AUFLAGE VOGEL BUCHVERLAG INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 5 1
EINLEITUNG 13 1.1 STAND DER ANTRIEBSTECHNIK ! 13 1.2 BESONDERE
EIGENSCHAFTEN 16 1.3 QUAL DER AUSWAHL 16 1.4 KOMPONENTEN * 17 1.5 DIREKT
UND OHNE MECHANIK - MECHATRONIK» 18 1.6 DEZENTRAL INSTALLIERT 19 1.7
GLEICHSTROM- ODER DREHSTROMLOESUNG? 20 1.8 KFZ-(HILFS-)ANTRIEBE 21 1.9
LEBENSDAUERKOSTEN 21 2 DAS MODERNE ANTRIEBSPAKET 23 2.1
BESTIMMUNGSGROESSEN BEI DER AUSWAHL 23 2.2 MIKRORECHNER SORGEN FUER
WIRTSCHAFTLICHKEIT 24 2.3 VORTEILE DER VERAENDERBAREN DREHZAHL 25 2.4
ANTRIEBSBEISPIELE 25 2.5 DREHZAHLVERAENDERBARE ANTRIEBE IM VERGLEICH 27 3
ALLGEMEINE GRUNDLAGEN DER ANTRIEBSTECHNIK 29 3.1 GRUNDSYSTEM DES
ANTRIEBS 29 3.2 PHYSIKALISCHE GESETZE 30 3.3 ANTRIEBSMOMENTE
ELEKTRISCHER MASCHINEN 33 3.4 GRUNDTYPEN DER LASTKENNLINIEN
(ARBEITSMASCHINEN) 35 3.5 STABILER BETRIEBSPUNKT (ARBEITSPUNKT DES
ANTRIEBS) 36 3.6 ERWAERMUNG 38 3.7 KUEHLUNG 41 3.8 ZEITKONSTANTEN 42 3.9
BETRIEBSARTEN 43 3.10 AEQUIVALENTE BELASTUNG (MITTLERE BELASTUNG) 48 3.11
MECHANISCHE UEBERGANGSVORGAENGE 50 3.12 ENERGIEUMSATZ 53 3.13
WACHSTUMSGESETZE 57 4 STROMRICHTER-KOMPONENTEN 59 4.1 VERSORGUNG UEBER
STROMRICHTER 59 4.2 VENTILE: ELEKTRONISCHE LEISTUNGSSCHALTER 60 4.3
GRUNDLAGEN DER HALBLEITERTECHNIK 61 4.4 SCHUTZ VON HALBLEITERSCHALTERN
69 4.5 SIGNALELEKTRONIK 75 4.6 AUSFALLRATEN 78 5 ELEKTRISCHE MASCHINEN
85 5.1 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN A 85 5.2 ERZEUGUNG EINER KONTINUIERLICHEN
DREHBEWEGUNG 86 DER ONLINESERVICE INFOCIICK BIETET UNTER
WWW.VOGEL-BUCHVERLAG.DE NACH CODEEINGABE ZUSAETZLICHE INFORMATIONEN UND
AKTUALISIERUNGEN ZUM BUCH. 310906810005 8 INHALTSVERZEICHNIS 5.3
BAUFORMEN 89 5.4 SCHUTZARTEN 89 5.5 LEISTUNGSSCHILD 89 5.6 LAGER UND
SCHMIERUNG 93 5.7 PERMANENTMAGNETE IN ELEKTRISCHEN MASCHINEN 93 5.7.1
ARBEITSPUNKT DER MAGNETE 95 5.8 BUERSTENSTANDZEITEN 98 5.9
MASCHINENSCHUTZ 98 5.10 LUEFTER , 98 5.11 MAGNETLAGER 98 5.12
POLWICKLUNG-VERTEILTE WICKLUNG , 100 5.13 PIEZO-MOTOR 103 5.14
TAUCHSPULMOTOR (VOICE-COUE-MOTOREN) .' 104 5.15 LINEARE MOTOREN 105
5.15.1 DIREKTER LINEARANTRIEB 106 5.15.2 MOTORAUFBAU 107 5.15.3
MOTORTYPEN 108 5.15.4 EISENLOSER MOTOR (PRIMAERTEIL) 108 5.15.5
EISENBEHAFTETE MOTOREN (PRIMAERTEIL) 108 5.15.6 PRAXIS-TIPP 109 5.15.7
SOFTWARE 109 5.15.8 LINEARANTRIEBE - EINSATZ 110 5.16
TRANSVERSALFLUSSMOTOR 110 STROMRICHTERANTRIEBE MIT STROMWENDERMASCHINEN
113 6.1 GLEICHSTROMANTRIEBE MIT STROMRICHTERN 113 6.1.1
GLEICHSTROMMASCHINE 113 6.1.1.1 AUFBAU 113 6.1.1.2 BETRIEBSVERHALTEN DER
FREMDERREGTEN GLEICHSTROMMASCHINE (FGM) 116 6.1.1.3 BESONDERHEITEN 118
6.1.1.4 KENNLINIEN 119 6.2 NETZGEFUEHRTE STROMRICHTER 121 6.2.1 UEBERSICHT
121 SCHALTUNGEN 122 6.2.2 SCHALTUNGEN NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER 125
6.2.3 AUSGANGSSPANNUNG MIT UNGESTEUERTEN VENTILEN 127 6.2.4 STEUERUNG
DER AUSGANGSSPANNUNG MIT STEUERBAREN VENTILEN 130 6.2.5 STEUERKENNLINIE
133 6.2.6 KOMMUTIERUNG 133 6.2.7 BETRIEBSKENNLINIEN 138 6.2.8
ARBEITSPUNKT DES ANTRIEBS 140 6.2.9 GLAETTUNGSMITTEL 140 GLAETTUNG UND
LUECKEN 145 6.2.10 NETZRUECKWIRKUNGEN 149 * 6.2.11 REGELUNG DES
NETZGEFUEHRTEN STROMRICHTERS 155 REGELUNG IM STROMRICHTER 161 6.2.12
BETRIEB IN DEN 4 QUADRANTEN 163 6.2.13 4-Q-DIAGRAMM 167 6.2.14
UMSTEUERVORGANG 168 6.2.15 UMKEHRSTROMRICHTER MIT KREISSTROM UND
BRUECKENMODULATISN 169 6.2.16 STROMRICHTERBETRIEB IM FELDSCHWAECHBEREICH
169 6.3 GLEICHSTROMSTELLER (CHOPPER) " 171 6.3.1 TIEFSETZSTELLER 171
6.3.2 1-QUADRANTEN-BETRIEB (TIEFSETZSTELLER) 174 6.3.3
4-QUADRANTEN-BETRIEB 174 6.3.4 UMSETZUNG DER BREMSENERGIE 177 6.3.5
REGELUNG BEIM STELLER 177 6.3.6 NETZRUECKWIRKUNGEN 178 6.3.7
UEBERSETZUNGSVERHAELTNIS BEIM GLEICHSTROM-TIEFSETZSTELLER 178 6.4
REIHENSCHLUSSMOTOR MIT WECHSELSTROMSTELLER 180 INHALTSVERZEICHNIS 9
6.4.1 REIHENSCHLUSSMOTOR 180 6.4.1.1 AUFBAU 180 6.4.1.2
BETRIEBSVERHALTEN 182 6.4.1.3 PHASENANSCHNITTSTEUERUNG DES
REIHENSCHLUSSMOTORS 185 6.5 KLEINMASCHINEN 186 6.6 PULSBETRIEB DER
REIHENSCHLUSSMASCHINE 186 STROMRICHTERANTRIEBE MIT DREHFELDMASCHINEN 191
7.1 UEBERSICHT 191 7.1.1 ENTWICKLUNG DER AC-ANTRIEBE 192 7.1.1.1
AC-BEWEGUNGSANTRIEBE / BEARBEITUNGSANTRIEBE 193 7.1.1.2
AC-KOMPAKTANTRIEBE ALS DEZENTRALE ANTRIEBE 193 7.1.1.3
AC-POSITIONIERANTRIEBE / SERVOANTRIEBE 193 7.1.1.4 DREHENDE UND LINEARE
AC-DIREKTANTRIEBE 195 7.2 DREHFELDMASCHINEN 196 7.2.1 AUFBAU DER
DREHSTROMMASCHINEN IN DER UEBERSICHT 196 7.2.2
DREHSTROM-ASYNCHRONMASCHINE 196 7.2.2.1 AUFBAU 196 7.2.2.2 ALLGEMEINER
BETRIEB 198 . 7.2.2.3 50-HZ-BETRIEB 200 7.2.2.4 BETRIEB MIT VARIABLER
SPEISEFREQUENZ 202 7.2.2.5 ASYNCHRON-SERVOMASCHINEN 206 7.2.2.6
ASYNCHRONLINEARANTRIEB 206 7.2.3 DREHSTROM-SYNCHRONMASCHINE 207 7.2.3.1
AUFBAU UND 50-HZ-BETRIEB 207 7.2.3.2 BETRIEB MIT VARIABLER FREQUENZ 209
7.2.3.3 SYNCHRON-LINEARANTRIEBE 211 7.2.4 ELEKTRONISCH KOMMUTIERTE
MASCHINE (EKM, AC-SERVO) 211 7.2.4.1 AUFBAU 211 7.2.4.2 BETRIEB MIT
VARIABLER DREHZAHL 212 7.2.4.3 EK-SERVOMASCHINEN 212 7.2.4.4
EK-LINEARANTRIEBE 214 7.2.5 RELUKTANZMASCHINE 214 7.2.5.1 AUFBAU UND
BETRIEB MIT 50 HZ 214 7.2.6 GESCHALTETE RELUKTANZMASCHINE (GRM) 215
7.2.6.1 AUFBAU UND BETRIEB 215 7.2.6.2 EINSATZ 215 7.2.7 SCHRITTMOTOREN
- REINER POSITIONIERANTRIEB 215 7.2.7.1 AUFBAU 215 7.2.7.2
POSITIONIERBETRIEB 216 7.3 UMRICHTER MIT U- UND I-ZWISCHENKREIS 219
7.3.1 UEBERSICHT: MASCHINEN UND UMRICHTER 219 7.3.2 ELEKTRONISCHE
DREHSPANNUNGSERZEUGUNG 220 7.3.2.1 UMRICHTERARTEN 220 7.3.2.2 AUFBAU DER
ZWISCHENKREISUMRICHTER 222 7.3.3 UMRICHTER MIT SPANNUNGSZWISCHENKREIS
(L?-UMRICHTER) 222 7.3.3.1 WECHSELSPANNUNGS-WECHSELRICHTER (1-PHASIG)
222 7.3.3.2 DREHSPANNUNGSERZEUGUNG (SINUS) 224 7.3.3.3 DREHSPANNUNGEN
(BLOCK) 224 SCHALTERDIAGRAMM ?. 226 7.3.3.4 SPANNUNGSRAUMZEIGER 228
7.3.3.5 DREHFELD ". 228 7.3.3.6 REALISIERUNG DER L?//-KENNLINIE BEIM
LF-UMRICHTER 229 7.3.4 UMRICHTER MIT STROMZWISCHENKREIS (/-UMRICHTER)
232 7.3.4.1 DREHFELDERZEUGUNG BEIM 7-UMRICHTER 232 7.3.4.2 STROMPULSEN
234 7.3.4.3 U//-KENNLINIE BEIM Z-UMRICHTER 237 7.3.4.4 VORTEILE DER
SINUS»-PULSUNG 237 7.3.5 MODULATIORISVERFAHREN BEI U-UMRICHTERN 237
7.3.5.1 ALLGEMEINES ZIEL 237 10 INHALTSVERZEICHNIS 7.3.5.2 ANFORDERUNGEN
AN DIE VENTILSTEUERUNG 238 7.3.5.3 BLOCKBETRIEB-GRUNDFREQUENZTAKTUNG 238
7.3.5.4 UNTERSCHWINGUNGSVERFAHREN (PWM, SINUS-A-MODULATION) 239 7.3.5.5
VERWANDTE MODULATIONSVERFAHREN (VOLTAGE-VECTOR-CONTROL,
UEBERLAGERUNGSVERFAHREN) 242 7.3.5.6 PULSERZEUGUNG IN DER STEUERUNG 243
7.3.5.7 RAUM-ZEIGER-MODULATION.(RZM, SZM) 246
DREHSPANNUNGSWECHSELRICHTER MIT 2-PUNKT- UND 3-PUNKT-VERHALTEN 248
7.3.5.8 HYSTERESE-STROM-MODULATION (HSM, PULSEN MIT STROMVORGABE,
TOLERANZBANDREGELUNG) 252 7.3.5.9 STEUERBAUSTEINE UND GRENZEN 253 7.3.6
STEUERTEIL UND SOFTWARE DER UMRICHTER 253 7.3.6.1 SOFTWARE '. 253
7.3.6.2 SCHNITTSTELLEN, PARAMETER UND FUNKTIONEN 257 7.3.6.3 WICHTIGE
PARAMETER UND IHRE AUSWIRKUNGEN 262 7.3.7 DREHZAHL- UND
DREHMOMENTREGELUNG (VERFAHREN) 267 7.3.7.1 ALLGEMEINES 267 7.3.7.2
17//-KENNLINIENSTEUERUNG BZW. FREQUENZREGELUNG 267 7.3.7.3
MEHRMASCHINENANTRIEBE 268 7.3.7.4 ENTWICKLUNG DER DREHMOMENTREGELUNG 268
7.3.7.5 FELDORIENTIERTE REGELUNG (FOR, VEKTOR»-REGELUNG) 268 RAUMZEIGER
269 7.3.7.6 DIREKTE SELBSTREGELUNG (DSR) 275 7.3.7.7 FOR-REGELUNGBEIM
/-UMRICHTER 279 7.3.7.8 GEGENUEBERSTELLUNG DER REGELVERFAHREN 279 7.4
SONDERFRAGEN BEI UMRICHTERANTRIEBEN 281 7.4.1 ERWAERMUNG BEI
UMRICHTERBETRIEB 281 7.4.2 NETZRUECKWIRKUNGEN 282 7.4.2.1 ALLGEMEINER
VERGLEICH DER STROMRICHTER 282 7.4.2.2 UE-UMRICHTER 283 7.4.2.3
/-UMRICHTER 292 7.4.3 BREMSBETRIEB 293 7.4.3.1 ALLGEMEINES 293 7.4.3.2
U-UMRICHTER 293 7.4.3.3 I-UMRICHTER-NUR NUTZBREMSEN 300 7.4.4
PENDELMOMENTE 300 7.4.5 GERAEUSCHE 302 7.4.6 VERGLEICH LZ-UMRICHTER GEGEN
/-UMRICHTER 306 7.5 BESONDERER BETRIEB VON UMRICHTERANTRIEBEN 306 7.5.1
HOCHWIRKUNGSGRADMOTOREN 306 7.5.2 ENERGIEEINSPARUNG 307 7.5.3 NETZE 308
7.5.4 MOTION-FUNKTIONEN 309 7.5.5 ASYNCHRON-SERVOMASCHINEN 309 7.6
UMRICHTER UND ELEKTRONISCH KOMMUTIERTE MASCHINE 311 7.6.1 ENTWICKLUNG
UND EINSATZ 311 7.6.2 ARBEITSWEISE DER EK-MASCHINE 313 7.6.2.1
BLOCKSTROM 313 7.6.2.2 ARBEITSWEISE SINUS-BESTROMUNG 316 7.6.2.3
VERGLEICH: BLOCKBETRIEB UND SINUS-BESTROMUNG F. 318 7.6.3 GEBERSYSTEME
318 7.6.4 STROMRICHTEREINHEIT UND REGELUNG ." 323 77 UMRICHTER UND
GESCHALTETE RELUKTANZMASCHINE» (GRM) 323 7.8 DREHSTROMSTELLER UND
DREHSTROM-ASYNCHRONMASCHINE 325 7.8.1 ARBEITSWEISE UND
EINSATZMOEGLICHKEITEN 325 7.8.2 STELLER ALS SANFTANLAUFGERAET 326 7.8.3
STELLER ALS SANFTAWSLAUFGERAET 328 7.8.4 ELEKTRONISCHE KUSA-SCHALTUNG 328
7.8.5 BETRIEB MIT VARIABLER DREHZAHL 330 7.8.5.1 GESTEUERTER BETRIEB 330
INHALTSVERZEICHNIS 11 7.8.5.2 GEREGELTER BETRIEB MIT SPANNUNGSDOSIERUNG
330 7.8.6 GRENZEN DES BETRIEBS 331 7.8.7 VERLUSTE BEI BELASTUNG 334
7.8.8 ARGUMENTE FUER DEN EINSATZ 334 7.8.9 ENERGIESPARFUNKTION 334 7.9
STROMRICHTERANTRIEBE MIT SCHLEIFRINGLAEUFERN 334 7.9.1
STROMRICHTERKASKADE 335 7.9.1.1 UNTERSYNCHRONER BETRIEB 335 7.9.1.2
BEMESSUNG 335 7.9.1.3 UEBERSYNCHRONER BETRIEB 335 7.9.2 DOPPELTGESPEISTER
SCHLEIFRINGLAEUFER 337 7.10 STROMRICHTER UND SCHRITTMOTOREN 338 7.10.1
POSITIONIEREN MIT SCHRITTMOTOREN .: 338 7.10.2 BETRIEB UND ANSTEUERUNG
338 7.10.2.1 BLOCKBESTROMUNG 338 7.10.2.2 SINUSBESTROMUNG 342 7.10.2.3
KENNLINIEN 344 7.10.2.4 STEUERUNG 346 7.11
STROMRICHTER-AC-DIREKTANTRIEBE 348 7.11.1 MASCHINE UND MECHANIK 348
7.11.2 ELEKTRONIKSTEUERUNG 348 7.11.3 DIREKTE LINEARANTRIEBE 348
7.11.3.1 AUFBAU 348 7.11.3.2 TYPISCHE EINSATZGEBIETE 349 7.11.4 DIREKTE
DREHANTRIEBE 349 7.11.4.1 AUFBAU 349 7.11.4.2 TYPISCHE EINSATZGEBIETE
351 7.12 ANTRIEBE IM VERGLEICH 351 7.12.1 BEWEGUNGSANTRIEBE 351 7.12.2
POSITIONIERANTRIEBE 355 7.12.3 DEZENTRALE ANTRIEBE (MODULE) 359 7.12.3.1
DEZENTRALE INTELLIGENZ (SUBMODULE) 359 7.12.3.2 SUBSYSTEME 360 7.13
MOTION CONTROL UND MECHATRONIK 361 8 ANTRIEBSVERNETZUNG UND DEZENTRALE
INSTALLATION BEI STROMRICHTERN 371 8.1 ANTRIEBSVERNETZUNG 371 8.1.1
EINLEITUNG 371 8.1.2 PRODUKTIONSFAKTOR INFORMATION 371 8.1.3 TREND 373
8.1.3.1 NEUE IMPULSE 373 8.1.3.2 VERTEILTE INTELLIGENZ IN MODULEN .'.
373 8.1.4 FREQUENZUMRICHTER ALS INTELLIGENTER BUSTEILNEHMER 373 8.1.5
FELDBUSSYSTEME 374 8.1.5.1 TOPOLOGIE 374 8.1.5.2 DATENAUSTAUSCH UND
PROTOKOLL 375 8.1.5.3 INDUSTRIE-BUSSYSTEME (OFFENE SYSTEME) 376 8.1.5.4
FIRMENSPEZIFISCHE KOMMUNIKATION 376 8.1.5.5 ECHTZEIT-ETHERNET 378
8.1.5.6 PROFINET ?. 380 8.1.6 BUSSYSTEM-NUTZERGRUPPEN 381 8.1.7 VORTEILE
DER VERNETZUNG : 381 8.1.8 VERGLEICH UND ENTSCHEIDUNG 381 8.2 DEZENTRALE
INSTALLATION 382 8.3 SICHERHEITSFUNKTIONEN ELEKTRISCHER ANTRIEBE 382 9
AUSWAHL UND BEMESSUNG DREHZAHLVERAENDERBARER STROMRICHTERANTRIEBE 387 9.1
ALLGEMEINE HINWEISE 387 9.2 NETZDROSSELN, NETZTRANSFORMATOREN UND FILTER
390 9.2.1 DROSSELN 390 12 INHALTSVERZEICHNIS 9.2.2 NETZTRANSFORMATOREN
391 9.2.3 FILTER 391 9.3 CHECKLISTEN ZUR FESTLEGUNG DER ANTRIEBSDATEN
391 9.3.1 NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER UND GLEICHSTROMMASCHINE 391 9.3.2
LZ-UMRICHTER UND DREHSTROMASYNCHRONMASCHINE 391 9.3.3
POSITIONIERANTRIEBE 394 9.4 MASCHINENDATEN ) 394 9.5 FALLBEISPIELE 394
9.5.1 MECHANIK 394 9.5.2 GLEICHSTROM 395 9.5.3 DREHSTROM 398 9.5.4
EK-MOTOR (POSITIONIERANTRIEB) 405 9.5.5 SCHRITTMOTOR
(POSITIONIERANTRIEB) ' 407 9.6 KLEMMKENNZEICHNUNG 410 9.7
DC/AC-LISTENPREISE 410 9.8 NORMEN UND VORSCHRIFTEN 410 9.9
AUSLEGUNGSPROGRAMME PFAD UND INDRASIZE 410 10 MESSUNGEN AN
DREHZAHLVERAENDERBAREN STROMRICHTERANTRIEBEN (STROMRICHTERMESSTECHNIK)
. . 413 10.1 MESSUNGEN ALLGEMEIN 413 10.1.1 BESONDERHEITEN 413 10.1.2
ALIASING-EFFEKT 414 10.1.3 GERAETEANZEIGE 415 10.2 ELEKTRISCHE MESSUNGEN
AM ANTRIEB 416 10.2.1 NETZGEFUEHRTE STROMRICHTER 416 10.2.2 UMRICHTER UND
DREHSTROMSTELLER 416 10.2.2.1 VORBEMERKUNG 416 10.2.2.2 MESSUNGEN AM
UMRICHTER 417 10.3 MECHANISCHE MESSUNGEN AM ANTRIEB 422 10.3.1 DREHZAHL
UND DREHMOMENT \ 422 10.3.2 LAGER 424 10.3.2.1 LAGERSCHWINGUNGEN 424
10.3.2.2 LAGERSTROEME 424 10.3.3 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT (EMV)
429 10.3.4 ERWAERMUNGSMESSUNGEN 432 10.3.4.1 ERWAERMUNG 432 10.3.4.2
INFRAROT-THERMOGRAFIE 432 10.4 SIMULATION 432 11 ELEKTROMAGNETISCHE
VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 433 11.1 GESETZ ZUR ELEKTROMAGNETISCHEN
VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 433 11.2 STOERUNGEN 433 11.3 URSACHE UND
AUSBREITUNG DER STOERUNGEN BEI FREQUENZUMRICHTERN 434 11.4 STOERFESTIGKEIT
UND ENTSTOERUNG 436 11.4.1 LEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 436 11.4.2
NICHTLEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 437 11.5 NEUBESCHAFFUNG 437 11.6
MESSUNGEN 438 11.7 ANSCHLUSSHINWEISE 438 ANHANG (TABELLEN, DATEN FUER DIE
PRAXIS) .? 443 FORMELZEICHEN (AUSWAHL) : 469 ABKUERZUNGEN UND BEGRIFFE
(AUSWAHL) 471 LITERATURVERZEICHNIS 473 ERGAENZENDE LITERATUR 479
INSERENTENVERZEICHNIS 481 STICHWORTVERZEICHNIS 483 |
| adam_txt |
KAMPRATH-REIHE PROF. PROF. H.C. MULT. DR.-ING. PETER F. BROSCH MODERNE
STROMRICHTERANTRIEBE ANTRIEBSSYSTEM, LEISTUNGSELEKTRONIK, MASCHINEN,
MECHATRONIK UND MOTION CONTROL, ARBEITSWEISE DREHZAHLVERAENDERBARER
ANTRIEBE MIT STROMRICHTERN UND ANTRIEBSVERNETZUNG 5., UEBERARBEITETE UND
ERWEITERTE AUFLAGE VOGEL BUCHVERLAG INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 5 1
EINLEITUNG 13 1.1 STAND DER ANTRIEBSTECHNIK ! 13 1.2 BESONDERE
EIGENSCHAFTEN 16 1.3 QUAL DER AUSWAHL 16 1.4 KOMPONENTEN * 17 1.5 DIREKT
UND OHNE MECHANIK - MECHATRONIK» 18 1.6 DEZENTRAL INSTALLIERT 19 1.7
GLEICHSTROM- ODER DREHSTROMLOESUNG? 20 1.8 KFZ-(HILFS-)ANTRIEBE 21 1.9
LEBENSDAUERKOSTEN 21 2 DAS MODERNE ANTRIEBSPAKET 23 2.1
BESTIMMUNGSGROESSEN BEI DER AUSWAHL 23 2.2 MIKRORECHNER SORGEN FUER
WIRTSCHAFTLICHKEIT 24 2.3 VORTEILE DER VERAENDERBAREN DREHZAHL 25 2.4
ANTRIEBSBEISPIELE 25 2.5 DREHZAHLVERAENDERBARE ANTRIEBE IM VERGLEICH 27 3
ALLGEMEINE GRUNDLAGEN DER ANTRIEBSTECHNIK 29 3.1 GRUNDSYSTEM DES
ANTRIEBS 29 3.2 PHYSIKALISCHE GESETZE 30 3.3 ANTRIEBSMOMENTE
ELEKTRISCHER MASCHINEN 33 3.4 GRUNDTYPEN DER LASTKENNLINIEN
(ARBEITSMASCHINEN) 35 3.5 STABILER BETRIEBSPUNKT (ARBEITSPUNKT DES
ANTRIEBS) 36 3.6 ERWAERMUNG 38 3.7 KUEHLUNG 41 3.8 ZEITKONSTANTEN 42 3.9
BETRIEBSARTEN 43 3.10 AEQUIVALENTE BELASTUNG (MITTLERE BELASTUNG) 48 3.11
MECHANISCHE UEBERGANGSVORGAENGE 50 3.12 ENERGIEUMSATZ 53 3.13
WACHSTUMSGESETZE 57 4 STROMRICHTER-KOMPONENTEN 59 4.1 VERSORGUNG UEBER
STROMRICHTER 59 4.2 VENTILE: ELEKTRONISCHE LEISTUNGSSCHALTER 60 4.3
GRUNDLAGEN DER HALBLEITERTECHNIK 61 4.4 SCHUTZ VON HALBLEITERSCHALTERN
69 4.5 SIGNALELEKTRONIK 75 4.6 AUSFALLRATEN 78 5 ELEKTRISCHE MASCHINEN
85 5.1 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN A 85 5.2 ERZEUGUNG EINER KONTINUIERLICHEN
DREHBEWEGUNG 86 DER ONLINESERVICE INFOCIICK BIETET UNTER
WWW.VOGEL-BUCHVERLAG.DE NACH CODEEINGABE ZUSAETZLICHE INFORMATIONEN UND
AKTUALISIERUNGEN ZUM BUCH. 310906810005 8 INHALTSVERZEICHNIS 5.3
BAUFORMEN 89 5.4 SCHUTZARTEN 89 5.5 LEISTUNGSSCHILD 89 5.6 LAGER UND
SCHMIERUNG 93 5.7 PERMANENTMAGNETE IN ELEKTRISCHEN MASCHINEN 93 5.7.1
ARBEITSPUNKT DER MAGNETE 95 5.8 BUERSTENSTANDZEITEN 98 5.9
MASCHINENSCHUTZ 98 5.10 LUEFTER , 98 5.11 MAGNETLAGER 98 5.12
POLWICKLUNG-VERTEILTE WICKLUNG , 100 5.13 PIEZO-MOTOR 103 5.14
TAUCHSPULMOTOR (VOICE-COUE-MOTOREN) .' 104 5.15 LINEARE MOTOREN 105
5.15.1 DIREKTER LINEARANTRIEB 106 5.15.2 MOTORAUFBAU 107 5.15.3
MOTORTYPEN 108 5.15.4 EISENLOSER MOTOR (PRIMAERTEIL) 108 5.15.5
EISENBEHAFTETE MOTOREN (PRIMAERTEIL) 108 5.15.6 PRAXIS-TIPP 109 5.15.7
SOFTWARE 109 5.15.8 LINEARANTRIEBE - EINSATZ 110 5.16
TRANSVERSALFLUSSMOTOR 110 STROMRICHTERANTRIEBE MIT STROMWENDERMASCHINEN
113 6.1 GLEICHSTROMANTRIEBE MIT STROMRICHTERN 113 6.1.1
GLEICHSTROMMASCHINE 113 6.1.1.1 AUFBAU 113 6.1.1.2 BETRIEBSVERHALTEN DER
FREMDERREGTEN GLEICHSTROMMASCHINE (FGM) 116 6.1.1.3 BESONDERHEITEN 118
6.1.1.4 KENNLINIEN 119 6.2 NETZGEFUEHRTE STROMRICHTER 121 6.2.1 UEBERSICHT
121 SCHALTUNGEN 122 6.2.2 SCHALTUNGEN NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER 125
6.2.3 AUSGANGSSPANNUNG MIT UNGESTEUERTEN VENTILEN 127 6.2.4 STEUERUNG
DER AUSGANGSSPANNUNG MIT STEUERBAREN VENTILEN 130 6.2.5 STEUERKENNLINIE
133 6.2.6 KOMMUTIERUNG 133 6.2.7 BETRIEBSKENNLINIEN 138 6.2.8
ARBEITSPUNKT DES ANTRIEBS 140 6.2.9 GLAETTUNGSMITTEL 140 GLAETTUNG UND
LUECKEN 145 6.2.10 NETZRUECKWIRKUNGEN 149 * 6.2.11 REGELUNG DES
NETZGEFUEHRTEN STROMRICHTERS 155 REGELUNG IM STROMRICHTER 161 6.2.12
BETRIEB IN DEN 4 QUADRANTEN 163 6.2.13 4-Q-DIAGRAMM 167 6.2.14
UMSTEUERVORGANG 168 6.2.15 UMKEHRSTROMRICHTER MIT KREISSTROM UND
BRUECKENMODULATISN 169 6.2.16 STROMRICHTERBETRIEB IM FELDSCHWAECHBEREICH
169 6.3 GLEICHSTROMSTELLER (CHOPPER) " 171 6.3.1 TIEFSETZSTELLER 171
6.3.2 1-QUADRANTEN-BETRIEB (TIEFSETZSTELLER) 174 6.3.3
4-QUADRANTEN-BETRIEB 174 6.3.4 UMSETZUNG DER BREMSENERGIE 177 6.3.5
REGELUNG BEIM STELLER 177 6.3.6 NETZRUECKWIRKUNGEN 178 6.3.7
UEBERSETZUNGSVERHAELTNIS BEIM GLEICHSTROM-TIEFSETZSTELLER 178 6.4
REIHENSCHLUSSMOTOR MIT WECHSELSTROMSTELLER 180 INHALTSVERZEICHNIS 9
6.4.1 REIHENSCHLUSSMOTOR 180 6.4.1.1 AUFBAU 180 6.4.1.2
BETRIEBSVERHALTEN 182 6.4.1.3 PHASENANSCHNITTSTEUERUNG DES
REIHENSCHLUSSMOTORS 185 6.5 KLEINMASCHINEN 186 6.6 PULSBETRIEB DER
REIHENSCHLUSSMASCHINE 186 STROMRICHTERANTRIEBE MIT DREHFELDMASCHINEN 191
7.1 UEBERSICHT 191 7.1.1 ENTWICKLUNG DER AC-ANTRIEBE 192 7.1.1.1
AC-BEWEGUNGSANTRIEBE / BEARBEITUNGSANTRIEBE 193 7.1.1.2
AC-KOMPAKTANTRIEBE ALS DEZENTRALE ANTRIEBE 193 7.1.1.3
AC-POSITIONIERANTRIEBE / SERVOANTRIEBE 193 7.1.1.4 DREHENDE UND LINEARE
AC-DIREKTANTRIEBE 195 7.2 DREHFELDMASCHINEN 196 7.2.1 AUFBAU DER
DREHSTROMMASCHINEN IN DER UEBERSICHT 196 7.2.2
DREHSTROM-ASYNCHRONMASCHINE 196 7.2.2.1 AUFBAU 196 7.2.2.2 ALLGEMEINER
BETRIEB 198 . 7.2.2.3 50-HZ-BETRIEB 200 7.2.2.4 BETRIEB MIT VARIABLER
SPEISEFREQUENZ 202 7.2.2.5 ASYNCHRON-SERVOMASCHINEN 206 7.2.2.6
ASYNCHRONLINEARANTRIEB 206 7.2.3 DREHSTROM-SYNCHRONMASCHINE 207 7.2.3.1
AUFBAU UND 50-HZ-BETRIEB 207 7.2.3.2 BETRIEB MIT VARIABLER FREQUENZ 209
7.2.3.3 SYNCHRON-LINEARANTRIEBE 211 7.2.4 ELEKTRONISCH KOMMUTIERTE
MASCHINE (EKM, AC-SERVO) 211 7.2.4.1 AUFBAU 211 7.2.4.2 BETRIEB MIT
VARIABLER DREHZAHL 212 7.2.4.3 EK-SERVOMASCHINEN 212 7.2.4.4
EK-LINEARANTRIEBE 214 7.2.5 RELUKTANZMASCHINE 214 7.2.5.1 AUFBAU UND
BETRIEB MIT 50 HZ 214 7.2.6 GESCHALTETE RELUKTANZMASCHINE (GRM) 215
7.2.6.1 AUFBAU UND BETRIEB 215 7.2.6.2 EINSATZ 215 7.2.7 SCHRITTMOTOREN
- REINER POSITIONIERANTRIEB 215 7.2.7.1 AUFBAU 215 7.2.7.2
POSITIONIERBETRIEB 216 7.3 UMRICHTER MIT U- UND I-ZWISCHENKREIS 219
7.3.1 UEBERSICHT: MASCHINEN UND UMRICHTER 219 7.3.2 ELEKTRONISCHE
DREHSPANNUNGSERZEUGUNG 220 7.3.2.1 UMRICHTERARTEN 220 7.3.2.2 AUFBAU DER
ZWISCHENKREISUMRICHTER 222 7.3.3 UMRICHTER MIT SPANNUNGSZWISCHENKREIS
(L?-UMRICHTER) 222 7.3.3.1 WECHSELSPANNUNGS-WECHSELRICHTER (1-PHASIG)
222 7.3.3.2 DREHSPANNUNGSERZEUGUNG (SINUS) 224 7.3.3.3 DREHSPANNUNGEN
(BLOCK) 224 SCHALTERDIAGRAMM ?. 226 7.3.3.4 SPANNUNGSRAUMZEIGER 228
7.3.3.5 DREHFELD ". 228 7.3.3.6 REALISIERUNG DER L?//-KENNLINIE BEIM
LF-UMRICHTER 229 7.3.4 UMRICHTER MIT STROMZWISCHENKREIS (/-UMRICHTER)
232 7.3.4.1 DREHFELDERZEUGUNG BEIM 7-UMRICHTER 232 7.3.4.2 STROMPULSEN
234 7.3.4.3 U//-KENNLINIE BEIM Z-UMRICHTER 237 7.3.4.4 VORTEILE DER
SINUS»-PULSUNG 237 7.3.5 MODULATIORISVERFAHREN BEI U-UMRICHTERN 237
7.3.5.1 ALLGEMEINES ZIEL 237 10 INHALTSVERZEICHNIS 7.3.5.2 ANFORDERUNGEN
AN DIE VENTILSTEUERUNG 238 7.3.5.3 BLOCKBETRIEB-GRUNDFREQUENZTAKTUNG 238
7.3.5.4 UNTERSCHWINGUNGSVERFAHREN (PWM, SINUS-A-MODULATION) 239 7.3.5.5
VERWANDTE MODULATIONSVERFAHREN (VOLTAGE-VECTOR-CONTROL,
UEBERLAGERUNGSVERFAHREN) 242 7.3.5.6 PULSERZEUGUNG IN DER STEUERUNG 243
7.3.5.7 RAUM-ZEIGER-MODULATION.(RZM, SZM) 246
DREHSPANNUNGSWECHSELRICHTER MIT 2-PUNKT- UND 3-PUNKT-VERHALTEN 248
7.3.5.8 HYSTERESE-STROM-MODULATION (HSM, PULSEN MIT STROMVORGABE,
TOLERANZBANDREGELUNG) 252 7.3.5.9 STEUERBAUSTEINE UND GRENZEN 253 7.3.6
STEUERTEIL UND SOFTWARE DER UMRICHTER 253 7.3.6.1 SOFTWARE '. 253
7.3.6.2 SCHNITTSTELLEN, PARAMETER UND FUNKTIONEN 257 7.3.6.3 WICHTIGE
PARAMETER UND IHRE AUSWIRKUNGEN 262 7.3.7 DREHZAHL- UND
DREHMOMENTREGELUNG (VERFAHREN) 267 7.3.7.1 ALLGEMEINES 267 7.3.7.2
17//-KENNLINIENSTEUERUNG BZW. FREQUENZREGELUNG 267 7.3.7.3
MEHRMASCHINENANTRIEBE 268 7.3.7.4 ENTWICKLUNG DER DREHMOMENTREGELUNG 268
7.3.7.5 FELDORIENTIERTE REGELUNG (FOR, VEKTOR»-REGELUNG) 268 RAUMZEIGER
269 7.3.7.6 DIREKTE SELBSTREGELUNG (DSR) 275 7.3.7.7 FOR-REGELUNGBEIM
/-UMRICHTER 279 7.3.7.8 GEGENUEBERSTELLUNG DER REGELVERFAHREN 279 7.4
SONDERFRAGEN BEI UMRICHTERANTRIEBEN 281 7.4.1 ERWAERMUNG BEI
UMRICHTERBETRIEB 281 7.4.2 NETZRUECKWIRKUNGEN 282 7.4.2.1 ALLGEMEINER
VERGLEICH DER STROMRICHTER 282 7.4.2.2 UE-UMRICHTER 283 7.4.2.3
/-UMRICHTER 292 7.4.3 BREMSBETRIEB 293 7.4.3.1 ALLGEMEINES 293 7.4.3.2
U-UMRICHTER 293 7.4.3.3 I-UMRICHTER-NUR NUTZBREMSEN 300 7.4.4
PENDELMOMENTE 300 7.4.5 GERAEUSCHE 302 7.4.6 VERGLEICH LZ-UMRICHTER GEGEN
/-UMRICHTER 306 7.5 BESONDERER BETRIEB VON UMRICHTERANTRIEBEN 306 7.5.1
HOCHWIRKUNGSGRADMOTOREN 306 7.5.2 ENERGIEEINSPARUNG 307 7.5.3 NETZE 308
7.5.4 MOTION-FUNKTIONEN 309 7.5.5 ASYNCHRON-SERVOMASCHINEN 309 7.6
UMRICHTER UND ELEKTRONISCH KOMMUTIERTE MASCHINE 311 7.6.1 ENTWICKLUNG
UND EINSATZ 311 7.6.2 ARBEITSWEISE DER EK-MASCHINE 313 7.6.2.1
BLOCKSTROM 313 7.6.2.2 ARBEITSWEISE SINUS-BESTROMUNG 316 7.6.2.3
VERGLEICH: BLOCKBETRIEB UND SINUS-BESTROMUNG F. 318 7.6.3 GEBERSYSTEME
318 7.6.4 STROMRICHTEREINHEIT UND REGELUNG ." 323 77 UMRICHTER UND
GESCHALTETE RELUKTANZMASCHINE» (GRM) 323 7.8 DREHSTROMSTELLER UND
DREHSTROM-ASYNCHRONMASCHINE 325 7.8.1 ARBEITSWEISE UND
EINSATZMOEGLICHKEITEN 325 7.8.2 STELLER ALS SANFTANLAUFGERAET 326 7.8.3
STELLER ALS SANFTAWSLAUFGERAET 328 7.8.4 ELEKTRONISCHE KUSA-SCHALTUNG 328
7.8.5 BETRIEB MIT VARIABLER DREHZAHL 330 7.8.5.1 GESTEUERTER BETRIEB 330
INHALTSVERZEICHNIS 11 7.8.5.2 GEREGELTER BETRIEB MIT SPANNUNGSDOSIERUNG
330 7.8.6 GRENZEN DES BETRIEBS 331 7.8.7 VERLUSTE BEI BELASTUNG 334
7.8.8 ARGUMENTE FUER DEN EINSATZ 334 7.8.9 ENERGIESPARFUNKTION 334 7.9
STROMRICHTERANTRIEBE MIT SCHLEIFRINGLAEUFERN 334 7.9.1
STROMRICHTERKASKADE 335 7.9.1.1 UNTERSYNCHRONER BETRIEB 335 7.9.1.2
BEMESSUNG 335 7.9.1.3 UEBERSYNCHRONER BETRIEB 335 7.9.2 DOPPELTGESPEISTER
SCHLEIFRINGLAEUFER 337 7.10 STROMRICHTER UND SCHRITTMOTOREN 338 7.10.1
POSITIONIEREN MIT SCHRITTMOTOREN .: 338 7.10.2 BETRIEB UND ANSTEUERUNG
338 7.10.2.1 BLOCKBESTROMUNG 338 7.10.2.2 SINUSBESTROMUNG 342 7.10.2.3
KENNLINIEN 344 7.10.2.4 STEUERUNG 346 7.11
STROMRICHTER-AC-DIREKTANTRIEBE 348 7.11.1 MASCHINE UND MECHANIK 348
7.11.2 ELEKTRONIKSTEUERUNG 348 7.11.3 DIREKTE LINEARANTRIEBE 348
7.11.3.1 AUFBAU 348 7.11.3.2 TYPISCHE EINSATZGEBIETE 349 7.11.4 DIREKTE
DREHANTRIEBE 349 7.11.4.1 AUFBAU 349 7.11.4.2 TYPISCHE EINSATZGEBIETE
351 7.12 ANTRIEBE IM VERGLEICH 351 7.12.1 BEWEGUNGSANTRIEBE 351 7.12.2
POSITIONIERANTRIEBE 355 7.12.3 DEZENTRALE ANTRIEBE (MODULE) 359 7.12.3.1
DEZENTRALE INTELLIGENZ (SUBMODULE) 359 7.12.3.2 SUBSYSTEME 360 7.13
MOTION CONTROL UND MECHATRONIK 361 8 ANTRIEBSVERNETZUNG UND DEZENTRALE
INSTALLATION BEI STROMRICHTERN 371 8.1 ANTRIEBSVERNETZUNG 371 8.1.1
EINLEITUNG 371 8.1.2 PRODUKTIONSFAKTOR INFORMATION 371 8.1.3 TREND 373
8.1.3.1 NEUE IMPULSE 373 8.1.3.2 VERTEILTE INTELLIGENZ IN MODULEN .'.
373 8.1.4 FREQUENZUMRICHTER ALS INTELLIGENTER BUSTEILNEHMER 373 8.1.5
FELDBUSSYSTEME 374 8.1.5.1 TOPOLOGIE 374 8.1.5.2 DATENAUSTAUSCH UND
PROTOKOLL 375 8.1.5.3 INDUSTRIE-BUSSYSTEME (OFFENE SYSTEME) 376 8.1.5.4
FIRMENSPEZIFISCHE KOMMUNIKATION 376 8.1.5.5 ECHTZEIT-ETHERNET 378
8.1.5.6 PROFINET ?. 380 8.1.6 BUSSYSTEM-NUTZERGRUPPEN 381 8.1.7 VORTEILE
DER VERNETZUNG : 381 8.1.8 VERGLEICH UND ENTSCHEIDUNG 381 8.2 DEZENTRALE
INSTALLATION 382 8.3 SICHERHEITSFUNKTIONEN ELEKTRISCHER ANTRIEBE 382 9
AUSWAHL UND BEMESSUNG DREHZAHLVERAENDERBARER STROMRICHTERANTRIEBE 387 9.1
ALLGEMEINE HINWEISE 387 9.2 NETZDROSSELN, NETZTRANSFORMATOREN UND FILTER
390 9.2.1 DROSSELN 390 12 INHALTSVERZEICHNIS 9.2.2 NETZTRANSFORMATOREN
391 9.2.3 FILTER 391 9.3 CHECKLISTEN ZUR FESTLEGUNG DER ANTRIEBSDATEN
391 9.3.1 NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER UND GLEICHSTROMMASCHINE 391 9.3.2
LZ-UMRICHTER UND DREHSTROMASYNCHRONMASCHINE 391 9.3.3
POSITIONIERANTRIEBE 394 9.4 MASCHINENDATEN ) 394 9.5 FALLBEISPIELE 394
9.5.1 MECHANIK 394 9.5.2 GLEICHSTROM 395 9.5.3 DREHSTROM 398 9.5.4
EK-MOTOR (POSITIONIERANTRIEB) 405 9.5.5 SCHRITTMOTOR
(POSITIONIERANTRIEB) ' 407 9.6 KLEMMKENNZEICHNUNG 410 9.7
DC/AC-LISTENPREISE 410 9.8 NORMEN UND VORSCHRIFTEN 410 9.9
AUSLEGUNGSPROGRAMME PFAD UND INDRASIZE 410 10 MESSUNGEN AN
DREHZAHLVERAENDERBAREN STROMRICHTERANTRIEBEN (STROMRICHTERMESSTECHNIK)
. . 413 10.1 MESSUNGEN ALLGEMEIN 413 10.1.1 BESONDERHEITEN 413 10.1.2
ALIASING-EFFEKT 414 10.1.3 GERAETEANZEIGE 415 10.2 ELEKTRISCHE MESSUNGEN
AM ANTRIEB 416 10.2.1 NETZGEFUEHRTE STROMRICHTER 416 10.2.2 UMRICHTER UND
DREHSTROMSTELLER 416 10.2.2.1 VORBEMERKUNG 416 10.2.2.2 MESSUNGEN AM
UMRICHTER 417 10.3 MECHANISCHE MESSUNGEN AM ANTRIEB 422 10.3.1 DREHZAHL
UND DREHMOMENT \ 422 10.3.2 LAGER 424 10.3.2.1 LAGERSCHWINGUNGEN 424
10.3.2.2 LAGERSTROEME 424 10.3.3 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT (EMV)
429 10.3.4 ERWAERMUNGSMESSUNGEN 432 10.3.4.1 ERWAERMUNG 432 10.3.4.2
INFRAROT-THERMOGRAFIE 432 10.4 SIMULATION 432 11 ELEKTROMAGNETISCHE
VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 433 11.1 GESETZ ZUR ELEKTROMAGNETISCHEN
VERTRAEGLICHKEIT (EMV) 433 11.2 STOERUNGEN 433 11.3 URSACHE UND
AUSBREITUNG DER STOERUNGEN BEI FREQUENZUMRICHTERN 434 11.4 STOERFESTIGKEIT
UND ENTSTOERUNG 436 11.4.1 LEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 436 11.4.2
NICHTLEITUNGSGEBUNDENE STOERUNGEN 437 11.5 NEUBESCHAFFUNG 437 11.6
MESSUNGEN 438 11.7 ANSCHLUSSHINWEISE 438 ANHANG (TABELLEN, DATEN FUER DIE
PRAXIS) .? 443 FORMELZEICHEN (AUSWAHL) : 469 ABKUERZUNGEN UND BEGRIFFE
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