Elektrische Maschinen und Antriebe: Grundlagen und Berechnungsbeispiele für Einsteiger
Gespeichert in:
Hauptverfasser: | , |
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
VDE-Verl.
2008
|
Ausgabe: | 2. Aufl. |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | Literaturverz. S. 405 - 406 |
Beschreibung: | 416 S. Ill, graph. Darst. |
ISBN: | 9783800730582 |
Internformat
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adam_text | PROF. DR. HERMANN MERZ PROF. DR. GOETZ LIPPHARDT ELEKTRISCHE MASCHINEN
UND ANTRIEBE GRUNDLAGEN UND BERECHNUNGSBEISPIELE FUER EINSTEIGER 2.
AUFLAGE VDE VERLAG GMBH * BERLIN * OFFENBACH 2008
AGI-INFORMATION MANAGEMENT CONSULTANTS MAY BE USED FOR PERSONAL
PURPORSES ONLY OR BY LIBRARIES ASSOCIATED TO DANDELON.COM NETWORK.
INHALT 1 EINLEITENDER UEBERBLICK 17 1.1 DER WEG DER ENERGIE VOM KRAFTWERK
ZUM VERBRAUCHER 17 1.2 ANWENDUNGEN ELEKTRISCHER ENERGIE: MOTOREN UND
ANTRIEBE 18 1.3 INHALTE DES BUCHS 18 1.3.1 GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK
19 1.3.2 ELEKTRISCHE MASCHINEN 19 1.3.3 ELEKTRISCHE ANTRIEBE 19 2
GRUNDBEGRIFFE DER ELEKTROTECHNIK 21 2.1 ELEKTRISCHE LADUNG 21 2.2
QUELLEN, POTENTIAL UND SPANNUNG 22 2.3 ELEKTRISCHER STROM 24 2.4
ELEKTRISCHER GRUNDSTROMKREIS 24 2.5 ELEKTRISCHER WIDERSTAND (IM
GLEICHSTROMKREIS) 25 2.6 ELEKTRISCHE ENERGIE (IM GLEICHSTROMKREIS) 26
2.7 ELEKTRISCHE LEISTUNG (IM GLEICHSTROMKREIS) 26 2.8 WIRKUNGSGRAD 26
2.9 BEZUGSPFEILE FUER STROM UND SPANNUNG 27 2.9.1 SPANNUNGSBEZUGSPFEILE
28 2.9.2 STROMBEZUGSPFEILE 29 2.10 ERZEUGER- UND VERBRAUCHERPFEILSYSTEM
(EPS UND VPS) 30 2.10.1 / ERZEUGERPFEILSYSTEM 30 2.10.2
VERBRAUCHERPFEILSYSTEM 31 2.11 UEBUNGSAUFGABEN 31 3 LINEARE
GLEICHSTROMNETZE 33 3.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN 33 3.2 KOMPONENTEN LINEARER
GLEICHSTROMNETZWERKE 34 3.2.1 OHM SCHER WIDERSTAND/LEITWERT 35 3.2.2
IDEALE ENERGIEQUELLEN 36 3.3 TOPOLOGIE VON GLEICHSTROMNETZEN 38 3.3.1
KNOTEN UND ZWEIGE 39 3.3.2 MASCHEN UND BAEUME 39 3.3.3 TOPOLOGISCHE
GRUNDSTRUKTUREN 41 3.3.3.1 GRUNDSTROMKREIS 41 3.3.3.2 REINE
REIHENSCHALTUNG 42 3.3.3.3 REINE PARALLELSCHALTUNG 42 3.3.3.4
ALLGEMEINES NETZ : 42 3.4 FUNDAMENTALE BERECHNUNGSMETHODEN 43 3.4.1
OHM SCHES GESETZ... 43 3.4.2 KIRCHHOFF SEHE REGELN 43 3.4.2.1
KNOTENREGEL 43 3.4.2.2 MASCHENREGEL 44 3.5 LINEARE QUELLEN 45 3.5.1
VERHALTEN REALER ENERGIEQUELLEN 45 3.5.2 MODELLE FUER DAS VERHALTEN
REALER ENERGIEQUELLEN 45 3.5.3 KENNZEICHEN LINEARER QUELLEN 46 3.5.4
LINEARE SPANNUNGSQUELLE 47 3.5.5 LINEARE STROMQUELLE 48 3.5.6 HINWEISE
ZUR MODELLIERUNG REALER QUELLEN 48 3.5.7 UMWANDLUNG LINEARER QUELLEN 50
3.5.7.1 UMWANDLUNG EINER LINEAREN SPANNUNGSQUELLE 50 3.5.7.2 UMWANDLUNG
EINER LINEAREN STROMQUELLE 50 3.5.7.3 BEISPIEL FUER AEQUIVALENTE LINEARE
QUELLEN 50 3.5.8 LEISTUNGSANPASSUNG BEI LINEAREN QUELLEN 51 3.5.8.1
LEISTUNGSANPASSUNG BEI DER LINEAREN SPANNUNGSQUELLE 51 3.5.8.2
LEISTUNGSANPASSUNG BEI DER LINEAREN STROMQUELLE 52 3.6 METHODEN ZUR
UMFORMUNG VON NETZWERKEN 53 3.6.1 BERECHNUNG VON
WIDERSTANDSERSATZSCHALTUNGEN 53 3.6AE. 1 REIHENSCHALTUNG AUS OHM SCHEN
WIDERSTAENDEN ODER LEITWERTEN 53 3.6.1.2 PARALLELSCHALTUNG AUS OHM SCHEN
WIDERSTAENDEN ODER LEITWERTEN 54 3.6.1.3 STERNE UND DREIECKE AUS
OHM SCHEN WIDERSTAENDEN 56 3.6.1.4 STERNE UND DREIECKE AUS OHM SCHEN
LEITWERTEN 57 3.6.1.5 BEISPIEL FUER DIE BERECHNUNG EINER
WIDERSTANDSERSATZSCHALTUNG 57 3.6.1.6 WIDERSTANDSBERECHNUNG BEI PUNKTEN
GLEICHEN POTENTIALS 59 3.6.2 BERECHNUNG VON QUELLENERSATZSCHALTUNGEN 60
3.7 BERECHNUNG VON SPANNUNGEN UND STROEMEN BEI SERIEN- UND PARALLEL-
SCHALTUNGEN VON WIDERSTAENDEN ODER LEITWERTEN 62 3.7.1
SPANNUNGSTEILERREGEL 62 3.7.2 STROMTEILERREGEL 63 3.8 BERECHNUNG STARK
VERZWEIGTER NETZWERKE 64 3.8.1 ZWEIGSTROMANALYSE 65 3.8.2 ZWEIPOLTHEORIE
69 3.9 UEBUNGSAUFGABEN 73 4 ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER 75 4.1
GRUNDLAGEN DER FELDTHEORIE 75 4.1.1 EXPERIMENTELLE ERFAHRUNGEN .* 75
4.1.2 DER (PHYSIKALISCHE) FELDBEGRIFF 77 4.1.3 LOKALE UND GLOBALE
(INTEGRALE) FELDGROESSEN 77 4.1.3.1 LOKALE FELDGROESSEN 78 4.1.3.2 GLOBALE
(INTEGRALE) FELDGROESSEN 78 4.1.3.3 DIE FELDGROESSEN DES ELEKTRISCHEN
STROEMUNGSFELDS 79 4.1.3.4 DIE FELDGROESSENDES ELEKTROSTATISCHEN FELDS 82
4.1.3.5 DIE FELDGROESSEN DES MAGNETISCHEN FELDS 85 4.1.4 FERROMAGNETISCHE
MATERIALIEN 88 4.1.5 LORENTZKRAFT AUF BEWEGTE LADUNGEN IM MAGNETFELD 89
4.1.6 ZUGSPANNUNGEN IM MAGNETFELD UND IM ELEKTROSTATISCHEN FELD 91 4.1.7
FELDLINIEN 91 4.1.7.1 DEFINITION 92 4.1.7.2 MAGNETISCHE FELDLINIEN AN
GRENZFLAECHEN 92 4.1.7.3 FELDLINIENVERLAUF BEI HOMOGENEN FELDERN 94 4.2
DIE MAXWELL SCHEN GLEICHUNGEN 94 4.2.1 DIE FELDGLEICHUNGEN 96 4.2.1.1
DAS DURCHFLUTUNGSGESETZ (1. MAXWEH SEHE GLEICHUNG) 96 4.2.1.2 DAS
INDUKTIONSGESETZ (2. MAXWELL SCHE GLEICHUNG) 102 4.2.2 DIE
KONTINUITAETSGLEICHUNGEN (QUELLEN UND WIRBEL) 108 4.2.2.1
QUELLENEIGENSCHAFT DES ELEKTROSTATISCHEN FELDS 109 4.2.2.2
WIRBELEIGENSCHAFT DES MAGNETISCHEN FELDS 110 4.2.3 / DIE
MATERIALGLEICHUNGEN 110 4.3 ANWENDUNGSBEISPIEL: KONDENSATOR 111 4.3.1
BEGRIFFSDEFINITIONEN 111 4.3.1.1 KONDENSATOR 111 4.3.1.2 KAPAZITAET 112
4.3.2 PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG VON KAPAZITAETEN 112 4.3.2.1
PARALLELSCHALTUNG :...-...: 112 4.3.2.2 REIHENSCHALTUNG 113 4.3.3 DER
KONDENSATOR ALS ENERGIESPEICHER 114 4.3.3.1 LADEN DES KONDENSATORS UND
FUNDAMENTALE /--BEZIEHUNG 114 4.3.3.2 GESPEICHERTE ENERGIE DES
KONDENSATORS 116 4.3.3.3 ENTLADEN DES KONDENSATORS 116 4.4
ANWENDUNGSBEISPIEL: SPULE 118 4.4.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN 118 4.4.1.1
SPULE : 118 4.4.1.2 SELBSTINDUKTION 119 4.4.2 FUNDAMENTALE -(-BEZIEHUNG
UND INDUKTIVITAET 119 4.4.3 SCHALTUNGEN MAGNETISCH NICHT GEKOPPELTER
SPULEN 122 4.4.3.1 REIHENSCHALTUNG 122 4.4.3.2 PARALLELSCHALTUNG 122
4.4.4 SPULE ALS ENERGIESPEICHER 123 4.4.4.1 BESTROMEN DER SPULE 123
4.4.4.2 GESPEICHERTE ENERGIE DER SPULE 124 4.4.4.3 ENTSTROEMEN DER SPULE
125 4.5 ANWENDUNGSBEISPIEL: TRANSFORMATOR (GRUNDLAGEN) 127 4.5.1
MAGNETISCH GEKOPPELTE SPULEN 127 4.5.2 GEGENINDUKTION 128 4.5.3
GEGENINDUKTIVITAET 128 4.5.4 TRANSFORMATORPRINZIP 128 4.6 UEBUNGSAUFGABEN
130 5 LINEARE WECHSELSTROMNETZE 133 5.1 BEGRIFFE 133 5.1.1
WECHSELSTROMNETZ/SINUSSTROMNETZ 133 5.1.2 KOMPONENTEN VON
WECHSELSTROMNETZEN 133 5.1.3 WIRK- UND BLINDLEISTUNG 134 5.2
SINUSFOERMIGE SPANNUNGEN UND STROEME 134 5.2.1 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG
134 5.2#2 GRAFISCHE DARSTELLUNG ELEKTRISCHER SINUSGROESSEN 137 ,5.2.2.1
FESTLEGUNG DES ZEITNULLPUNKTS 137 5.2.2.2 SINUSGROESSEN ALS FUNKTION DES
WINKELS 137 5.2.2.3 SINUSGROESSEN ALS FUNKTION DER ZEIT 138 5.2.2.4
PHASENWINKEL ZWISCHEN SPANNUNG UND STROM 138 5.2.3 INTEGRALE KENNWERTE
SINUSFOERMIGER GROESSEN 139 5.2.3.1 ARITHMETISCHER MITTELWERT 139 5.2.3.2
EFFEKTIVWERT 141 5.2.4 DARSTELLUNG SINUSFOERMIGER GROESSEN DURCH KOMPLEXE
ZEIGER 142 5.2.4.1 EXPONENTIALFORM 143 5.2.4.2 ALGEBRAISCHE FORM 144
5.2.4.3 KOMPLEXER DREHZEIGER 145 5.2.4.4 REELLE ZEITFUNKTION 146 5.2.4.5
BEISPIEL FUER DAS RECHNEN MIT SINUSFOERMIGEN WECHSELGROESSEN 147 5.2.4.6
ZEIGERDIAGRAMM UND PHASENWINKEL CP 149 5.3 KOMPONENTEN LINEARER
WECHSELSTROMNETZE 150 10 5.3.1 IDEALE WECHSELSPANNUNGSQUELLEN 150 5.3.2
REALE WECHSELSPANNUNGSQUELLEN . 151 5.3.3 ALLGEMEINE KOMPLEXE
WIDERSTAENDE UND LEITWERTE 151 5.3.4 VERHALTEN EINES OHM SCHEN
WIDERSTANDS/LEITWERTS BEI SINUSFOERMIGER WECHSELSPANNUNG 153 5.3.5
VERHALTEN EINER SPULE BEI SINUSFOERMIGER WECHSELSPANNUNG 154 5.3.6
VERHALTEN EINES KONDENSATORS BEI SINUSFOERMIGER WECHSELSPANNUNG. 156
5.3.7 ZUSAMMENFASSUNG DER ZEIGERDIAGRAMME 158 5.4 BERECHNUNG LINEARER
WECHSELSTROMNETZE 159 5.4.1 FUNDAMENTALE BERECHNUNGSMETHODEN 159 5.4.1.1
OHM SCHES GESETZ IN KOMPLEXER FORM 159 5.4.1.2 KIRCHHOFF SEHE REGELN IN
KOMPLEXER FORM 160 5.4.2 KOMPLEXE WIDERSTANDS- UND
LEITWERTSERSATZSCHALTUNGEN 161 5.4.2.1 REIHENSCHALTUNG 161 5.4.2.2
PARALLELSCHALTUNG 163 5.4.3 EFFEKTIVWERTZEIGERDIAGRAMME 165 5.4.4
KOMPLEXE SPANNUNGSTEILERREGEL 166 5.4.5 KOMPLEXE STROMTEILERREGEL 168
5.5 LEISTUNG IM WECHSELSTROMNETZ 170 5.5.1 MOMENTANLEISTUNG AM
VERBRAUCHER ; .. 171 5.5.2 MOMENTANE WIRK- UND BLINDLEISTUNG 172 5.5.3
MITTLERE LEISTUNGEN 174 5.5.4 WIRK-, BLIND- UND SCHEINLEISTUNG,
LEISTUNGSFAKTOR 175 5.5.5 KOMPLEXE LEISTUNG 177 5.5.6/
BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION (KLASSISCH) 178 5.6 UEBUNGSAUFGABEN 183 6
LINEARE DREHSTROMNETZE 185 6.1 VORTEILE VON DREHSTROMSYSTEMEN 185 6.2
DREHSTROMGENERATOREN 185 6.2.1 PRINZIP DER DREHSTROMERZEUGUNG 185 6.2.2
SYMMETRISCHES DREIPHASIGES SPANNUNGSSYSTEM 187 6.2.3 VERKETTUNG 188
6.2.3.1 STERNSCHALTUNG DES GENERATORS (4-LEITER-NETZ) 189 6.2.3.2
DREIECKSCHALTUNG DES GENERATORS (3-LEITER-NETZ) 192 6.3
DREHSTROMVERBRAUCHER 192 6.3.1 SYMMETRISCHE UND UNSYMMETRISCHE
VERBRAUCHER 192 6.3.2 DREHSTROMVERBRAUCHER AM 4-LEITER- UND
3-LEITER-NETZ 193 6.4 BERECHNUNG VON DREHSTROMNETZEN 195 11 6.4.1
DREHSTROMVERBRAUCHER AM 4-LEITER-NETZ 195 6.4.1.1 STERNSCHALTUNG 195
6.4.1.2 DREIECKSCHALTUNG 199 6.4.2 DREHSTROMVERBRAUCHERAM 3-LEITER-NETZ
204 6.4.2.1 STERNSCHALTUNG 204 6.4.2.2 DREIECKSCHALTUNG 204 6.5 LEISTUNG
IM DREHSTROMNETZ 204 6.5.1 AUSGANGSLAGE FUER DIE LEISTUNGSBERECHNUNG 204
6.5.2 MOMENTANLEISTUNG 205 6.5.3 KOMPLEXE LEISTUNG, WIRK-, BLIND- UND
SCHEINLEISTUNG 206 6.5.4 DREHSTROMLEISTUNG BEI SYMMETRISCHER LAST.....
208 6.5.5 KOLLEKTIVE LEISTUNG 210 6.6 BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION IM
DREHSTROMNETZ (KLASSISCH) 210 6.6.1 PROBLEMSTELLUNG... 210 6.6.2
STERNSCHALTUNG DER KONDENSATOREN 211 6.6.3 DREIECKSCHALTUNG DER
KONDENSATOREN 212 6.7 UEBUNGSAUFGABEN 213 7 UEBERBLICK UEBER ELEKTRISCHE
MASCHINEN 215 7.1 UNTERSCHEIDUNGSMERKMALE FUER ELEKTRISCHE MASCHINEN 215
7.2 HAUPTTYPEN ELEKTRISCHER MASCHINEN 215 7.2.1 TRANSFORMATOR 215 7.2.2
ROTIERENDE ELEKTRISCHE MASCHINEN UND LINEARMASCHINEN 217 7.2/2.1
DREHFELDMASCHINE 217 7.2.2.2 EINPHASEN-WECHSELSTROMMASCHINE 218 7.2.2.3
GLEICHSTROMMASCHINE 219 7.2.2.4 SCHRITTMOTOR 219 7.3 SPEZIELLE TYPEN
ROTIERENDER ELEKTRISCHER MASCHINEN 220 7.3.1 SERVOMOTOR 220 7.3.2
ELEKTRONISCH KOMMUTIERTER MOTOR 221 7.3.3 RELUKTANZMASCHINE 221 7.3.4
HIGH-TORQUE-MOTOR (DIREKTANTRIEB) 221 8 TRANSFORMATOR 223 8.1
MECHANISCHER AUFBAU 224 8.1.1 EISENKERN . 225 8.1.2 WICKLUNGEN 227 8.2
FUNKTIONSPRINZIP DES EINPHASENTRANSFORMATORS 230 8.3 BEZUGSPFEILE BEIM
EINPHASENTRANSFORMATOR 231 12 1 1 ( 1 I T J [ I I I F I I 8.3.1 8.3.2
8.3.3 8.3.4 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.5 8.5.1 8.5.1.1 8.5.1.2
8.5.1.3 8.5.2 8.5.2.1 8.5.2.2 8.5.2.3 8.5.3 8.6 8.6.1 8.6.2 8.6.3
8.6.3.1. 8.6.3.2 8.6.4 8.6.4.1 8.6.4.2 8.7 9 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3
9.2.4 9.3 9.4 WICKLUNGSSINN . 231 MAGNETISCHE KOPPLUNG UND
STROMBEZUGSPFEILE 232 KLEMMENSPANNUNGEN 234 SCHEMA FUER DIE FESTLEGUNG
DER BEZUGSPFEILE 234 DER IDEALE EMPHASENTRANSFORMATOR 237 BEZUGSPFEILE
UND WICKLUNGSSINN 237 IDEALE SPANNUNGSTRANSFORMATION 238 IDEALE
STROMTRANSFORMATION . 23 9 IDEALE WIDERSTANDSTRANSFORMATION 241 DER
REALE EINPHASENTRANSFORMATOR 241 VOLLSTAENDIGES ERSATZSCHALTBILD DES
EINPHASENTRANSFORMATORS 242 KUPFERVERLUSTE . 242 UNVOLLSTAENDIGE
MAGNETISCHE KOPPLUNG 243 EISENVERLUSTE 245 LEERLAUF- UND
KURZSCHLUSSVERSUCH 246 LEERLAUFVERSUCH 246 KURZSCHLUSSVERSUCH 248
BERECHNUNGSBEISPIEL 252 NENNBETRIEB (KAPP SCHES DREIECK) 253
DREHSTROMTRANSFORMATOR 254 AUFBAU EINES DREHSTROM-KERNTRANSFORMATORS 254
WICKLUNGEN UND SCHALTUNGEN 254 SCHALTGRUPPEN 255 KENNBUCHSTABEN 255
KENNZAHL 256 ELEKTRISCHES ERSATZSCHALTBILD BEI SYMMETRISCHER LAST 257
NENNSPANNUNGEN 258 UEBERSETZUNGSVERHAELTNIS 258 UEBUNGSAUFGABEN 261
DREHSTROMASYNCHRONMASCHINE 263 AUFBAU DES DREHSTROMASYNCHRONMOTORS 263
FUNKTIONSWEISE 266 SCHLUPF 267 STAENDERDREHFELD 268 LAEUFER-UND
LUFTSPALTDREHFELD 271 DREHMOMENTBILDUNG 271 ELEKTRISCHES
ERSATZSCHALTBILD 273 LEISTUNGSBILANZ DES DREHSTROMASYNCHRONMOTORS 277 13
9.5 ORTSKURVE DES STAENDERSTROMS (HEYLAND-KREIS) 280 9.6
DREHMOMENT-SCHLUPF-KENNLINIE (KLOSS SCHE FORMEL) 283 9.7 UEBUNGSAUFGABEN
287 10 DREHSTROMSYNCHRONMASCHINE 289 10.1 AUFBAU DES
DREHSTROMSYNCHRONGENERATORS 289 10.2 FUNKTIONSWEISE DES
DREHSTROMSYNCHRONGENERATORS 291 10.3 ELEKTRISCHES ERSATZSCHALTBILD 293
10.4 BETRIEB AM STARREN NETZ 295 10.4.1 SYNCHRONISIERUNG MIT DEM NETZ
295 10.4.2 DREHSTROMGENERATOR ALS BLINDLEISTUNGSERZEUGER 296 10.4.3
DREHSTROMGENERATOR ALS WIRKLEISTUNGSERZEUGER 297 10.5 UEBUNGSAUFGABEN 299
11 GLEICHSTROMMASCHINE 301 11.1 GRUNDLEGENDE PHYSIKALISCHE GESETZE 301
11.1.1 KRAFT AUF STROMDURCHFIOSSENE GERADE LEITER IM MAGNETFELD 301
11.1.2 SPANNUNGSERZEUGUNG IN DER LAEUFERWICKLUNG 304 11.2 AUFBAU DES
GLEICHSTROMMOTORS 305 11.2.1 STAENDER 306 11.2.2 LAEUFER, KOMMUTATOR UND
BUERSTEN 310 11.2.2.1 LAEUFERBLECHPAKET 311 11.2.2.2 KOMMUTATOR UND
BUERSTEN 311 11/2.2.3 * STROMVERLAUF BEI DER KOMMUTIERUNG 313 41.2.2.4
ANKERWICKLUNG 315 11.2.2.5 ANKERRUECKWIRKUNG 318 11.3 DIE
GRUNDGLEICHUNGENDES GLEICHSTROMMOTORS 319 11.3.1 INDUZIERTE SPANNUNG 319
11.3.2 DREHMOMENT 321 11.3.2.1 LEISTUNGSBILANZ DES GLEICHSTROMMOTORS 321
11.3.2.2 DREHMOMENT ALS FUNKTION VON FLUSS UND STROM 322 11.3.2.3
DREHMOMENT ALS FUNKTION DER DREHZAHL (M--KENNLINIE) 322 11.4
ERREGUNGSARTEN UND ELEKTRISCHE ERSATZSCHALTBILDER 323 11.4.1 ERREGUNG
VON GLEICHSTROMMOTOREN 323 11.4.2 ELEKTRISCHE ERSATZSCHALTBILDER 324
11.4.2.1 FREMDERREGTER GLEICHSTROMMOTOR 324 11.4.2.2 NEBENSCHLUSSMOTOR
325 11.4.2.3 REIHENSCHLUSSMOTOR 326 11.5 BETRIEBSVERHALTEN VON
GLEICHSTROMMOTOREN 327 14 11.5.1 NEBENSCHLUSSVERHALTEN 327 11.5.2
REIHENSCHLUSSVERHALTEN 328 11.6 UEBUNGSAUFGABEN * 331 12 ELEKTRISCHE
ANTRIEBE 333 12.1 EINFUEHRENDE UEBERSICHT 333 12.1.1 LEISTUNGSANTRIEB 333
12.1.2 UNGESTEUERTE, GESTEUERTE UND GEREGELTE ANTRIEBE 335 12.1.2.1
UNGESTEUERTER ANTRIEB 7 335 12.1.2.2 GESTEUERTER ANTRIEB..... 335
12.1.2.3 GEREGELTER ANTRIEB- 336 12.1.3 EINSATZ-UND BETRIEBSBEDINGUNGEN
337 12.1.3.1 BAUFORM UND AUFSTELLUNG (IM) 337 12.1.3.2 SCHUTZART (IP)
337 12.1.3.3 KUEHLUNG (IC) 337 12.1.3.4 BETRIEBSARTEN 338 12.2
PHYSIKALISCHE GRUNDGESETZE DER ANTRIEBSTECHNIK 338 12.2.1 DAS DYNAMISCHE
GRUNDGESETZ DER ROTATION 339 12.2.1.1 BEZUGSPFEILE FUER DREHZAHL UND
DREHMOMENT 339 12.2.1.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG EINES ROTIERENDEN KOERPERS 339
12.2.1.3 FREISCHNEIDEN : 340 12.2.1.4 BEISPIEL FUER DAS AUFSTELLEN EINER
BEWEGUNGSGLEICHUNG 340 12.2.2 UMRECHNUNG VON BEWEGUNGSGROESSEN 341
12.2.2.1 UMRECHNUNG VON TRANSLATORISCHER BEWEGUNG IN ROTATORISCHE 341
12.2.2| UMRECHNUNG VON DREHMOMENTEN 342 12.2.2.3 UMRECHNUNG VON
TRAEGHEITSMOMENTEN BEI ROTIERENDEN MASSEN 343 12.2.2.4 UMRECHNUNG VON
TRAEGHEITSMOMENTEN BEI GERADLINIG BEWEGTEN MASSEN 344 12.2.2.5 BEISPIEL
FUER DIE UMRECHNUNG VON BEWEGUNGSGROESSEN 345 12.3 STATIONAERE
M-N-KENNLINIEN UND ARBEITSPUNKTSTABILITAET 346 12.3.1 STATIONAERE
AFL-N-KENNLINIEN VON ARBEITSMASCHINEN 347 12.3.1.1 KONSTANTE
ANTRIEBSLEISTUNG 347 12.3.1.2 KONSTANTES LASTMOMENT 347 12.3.1.3
QUADRATISCH ANSTEIGENDES LASTMOMENT 348 12.3.2 STATIONAERE M M
-N-KENNLINIEN VON MOTOREN 348 12.3.3 STATIONAERER ARBEITSPUNKT 350
12.3.3.1 DREHMOMENTGLEICHUNG 350 12.3.3.2 BEISPIEL FUER EINE
ARBEITSPUNKTBERECHNUNG 351 12.3.4 STATISCHE STABILITAET IM ARBEITSPUNKT
352 15 12.4 ANTRIEBSDYNAMIK 356 12.4.1 LANGSAME DREHZAHLAENDERUNGEN 356
12.4.1.1 KONSTANTES BESCHLEUNIGUNGSMOMENT 357 12.4.1.2 LINEAR
ABNEHMENDES BESCHLEUNIGUNGSMOMENT 358 12.4.1.3 BELIEBIGER VERLAUF DES
BESCHLEUNIGUNGSMOMENTS 359 12.4.2 SCHNELLE DREHZAHLAENDERUNGEN 359 12.5
KLASSISCHE VERFAHREN DER DREHZAHLSTEUERUNG 362 12.5.1 DREHZAHLSTEUERUNG
BEIM DREHSTROMASYNCHRONMOTOR 363 12.5.1.1 GRUNDSAETZLICHE MOEGLICHKEITEN
363 12.5.1.2 [/-/-STEUERUNG 363 12.5.2 DREHZAHLSTEUERUNG BEIM
GLEICHSTROMMOTOR 365 12.6 STROMRICHTERANTRIEBE 368 12.6.1
STROMRICHTERVENTILE ; 368 12.6.1.1 DIODE . 369 12.6.1.2 THYRISTOR 370
12.6.1.3 LEISTUNGSTRANSISTOR 372 12.6.2 STROMRICHTER 373 12.6.3
NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER FUER GLEICHSTROMMOTOREN 375 12.6.3.1
WECHSELSTROMBRUECKENSCHALTUNG MIT DIODEN 375 12.6.3.2
WECHSELSTROMBRUECKENSCHALTUNG MIT THYRISTOREN 377 12.6.3.3
DREHSTROMBRUECKENSCHALTUNG 379 12.6.4 TRANSISTORUMRICHTER FUER DEN
DREHSTROMASYNCHRONMOTOR 380 12.6.4.1 GRUNDSAETZLICHER AUFBAU EINES
[/-UMRICHTERS 380 12A4.2 --PULSWEITENMODULATION 381 A2F7
ANTRIEBSREGELUNG 386 12.7.1 STRUKTUR EINES GEREGELTEN ANTRIEBS 386
12.7.1.1 VERFAHREN FUER DIE LAGE-UND DREHZAHLREGELUNG 387 12.7.1.2 AUFBAU
VON GESAMT-ANTRIEBSMODULN 388 12.7.2 NETZTEIL 389 12.7.3
LEISTUNGSTEIL-INTERFACE 390 12.7.4 SIGNALVERARBEITUNGSEINHEIT 390 12.7.5
SCHNITTSTELLEN 390 12.8 UEBUNGSAUFGABEN 395 LOESUNGEN DER UEBUNGSAUFGABEN
397 LITERATUR 405 STICHWORTVERZEICHNIS 407 16
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PROF. DR. HERMANN MERZ PROF. DR. GOETZ LIPPHARDT ELEKTRISCHE MASCHINEN
UND ANTRIEBE GRUNDLAGEN UND BERECHNUNGSBEISPIELE FUER EINSTEIGER 2.
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INHALT 1 EINLEITENDER UEBERBLICK 17 1.1 DER WEG DER ENERGIE VOM KRAFTWERK
ZUM VERBRAUCHER 17 1.2 ANWENDUNGEN ELEKTRISCHER ENERGIE: MOTOREN UND
ANTRIEBE 18 1.3 INHALTE DES BUCHS 18 1.3.1 GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK
19 1.3.2 ELEKTRISCHE MASCHINEN 19 1.3.3 ELEKTRISCHE ANTRIEBE 19 2
GRUNDBEGRIFFE DER ELEKTROTECHNIK 21 2.1 ELEKTRISCHE LADUNG 21 2.2
QUELLEN, POTENTIAL UND SPANNUNG 22 2.3 ELEKTRISCHER STROM 24 2.4
ELEKTRISCHER GRUNDSTROMKREIS 24 2.5 ELEKTRISCHER WIDERSTAND (IM
GLEICHSTROMKREIS) 25 2.6 ELEKTRISCHE ENERGIE (IM GLEICHSTROMKREIS) 26
2.7 ELEKTRISCHE LEISTUNG (IM GLEICHSTROMKREIS) 26 2.8 WIRKUNGSGRAD 26
2.9 BEZUGSPFEILE FUER STROM UND SPANNUNG 27 2.9.1 SPANNUNGSBEZUGSPFEILE
28 2.9.2 STROMBEZUGSPFEILE 29 2.10 ERZEUGER- UND VERBRAUCHERPFEILSYSTEM
(EPS UND VPS) 30 2.10.1 / ERZEUGERPFEILSYSTEM 30 2.10.2
VERBRAUCHERPFEILSYSTEM 31 2.11 UEBUNGSAUFGABEN 31 3 LINEARE
GLEICHSTROMNETZE 33 3.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN 33 3.2 KOMPONENTEN LINEARER
GLEICHSTROMNETZWERKE 34 3.2.1 OHM'SCHER WIDERSTAND/LEITWERT 35 3.2.2
IDEALE ENERGIEQUELLEN 36 3.3 TOPOLOGIE VON GLEICHSTROMNETZEN 38 3.3.1
KNOTEN UND ZWEIGE 39 3.3.2 MASCHEN UND BAEUME 39 3.3.3 TOPOLOGISCHE
GRUNDSTRUKTUREN 41 3.3.3.1 GRUNDSTROMKREIS 41 3.3.3.2 REINE
REIHENSCHALTUNG 42 3.3.3.3 REINE PARALLELSCHALTUNG 42 3.3.3.4
ALLGEMEINES NETZ : 42 3.4 FUNDAMENTALE BERECHNUNGSMETHODEN 43 3.4.1
OHM'SCHES GESETZ. 43 3.4.2 KIRCHHOFF SEHE REGELN 43 3.4.2.1
KNOTENREGEL 43 3.4.2.2 MASCHENREGEL 44 3.5 LINEARE QUELLEN 45 3.5.1
VERHALTEN REALER ENERGIEQUELLEN 45 3.5.2 MODELLE FUER DAS VERHALTEN
REALER ENERGIEQUELLEN 45 3.5.3 KENNZEICHEN LINEARER QUELLEN 46 3.5.4
LINEARE SPANNUNGSQUELLE 47 3.5.5 LINEARE STROMQUELLE 48 3.5.6 HINWEISE
ZUR MODELLIERUNG REALER QUELLEN 48 3.5.7 UMWANDLUNG LINEARER QUELLEN 50
3.5.7.1 UMWANDLUNG EINER LINEAREN SPANNUNGSQUELLE 50 3.5.7.2 UMWANDLUNG
EINER LINEAREN STROMQUELLE 50 3.5.7.3 BEISPIEL FUER AEQUIVALENTE LINEARE
QUELLEN 50 3.5.8 LEISTUNGSANPASSUNG BEI LINEAREN QUELLEN 51 3.5.8.1
LEISTUNGSANPASSUNG BEI DER LINEAREN SPANNUNGSQUELLE 51 3.5.8.2
LEISTUNGSANPASSUNG BEI DER LINEAREN STROMQUELLE 52 3.6 METHODEN ZUR
UMFORMUNG VON NETZWERKEN 53 3.6.1 BERECHNUNG VON
WIDERSTANDSERSATZSCHALTUNGEN 53 3.6AE. 1 REIHENSCHALTUNG AUS OHM'SCHEN
WIDERSTAENDEN ODER LEITWERTEN 53 3.6.1.2 PARALLELSCHALTUNG AUS OHM'SCHEN
WIDERSTAENDEN ODER LEITWERTEN 54 3.6.1.3 STERNE UND DREIECKE AUS
OHM'SCHEN WIDERSTAENDEN 56 3.6.1.4 STERNE UND DREIECKE AUS OHM'SCHEN
LEITWERTEN 57 3.6.1.5 BEISPIEL FUER DIE BERECHNUNG EINER
WIDERSTANDSERSATZSCHALTUNG 57 3.6.1.6 WIDERSTANDSBERECHNUNG BEI PUNKTEN
GLEICHEN POTENTIALS 59 3.6.2 BERECHNUNG VON QUELLENERSATZSCHALTUNGEN 60
3.7 BERECHNUNG VON SPANNUNGEN UND STROEMEN BEI SERIEN- UND PARALLEL-
SCHALTUNGEN VON WIDERSTAENDEN ODER LEITWERTEN 62 3.7.1
SPANNUNGSTEILERREGEL 62 3.7.2 STROMTEILERREGEL 63 3.8 BERECHNUNG STARK
VERZWEIGTER NETZWERKE 64 3.8.1 ZWEIGSTROMANALYSE 65 3.8.2 ZWEIPOLTHEORIE
69 3.9 UEBUNGSAUFGABEN 73 4 ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER 75 4.1
GRUNDLAGEN DER FELDTHEORIE 75 4.1.1 EXPERIMENTELLE ERFAHRUNGEN .* 75
4.1.2 DER (PHYSIKALISCHE) FELDBEGRIFF 77 4.1.3 LOKALE UND GLOBALE
(INTEGRALE) FELDGROESSEN 77 4.1.3.1 LOKALE FELDGROESSEN 78 4.1.3.2 GLOBALE
(INTEGRALE) FELDGROESSEN 78 4.1.3.3 DIE FELDGROESSEN DES ELEKTRISCHEN
STROEMUNGSFELDS 79 4.1.3.4 DIE FELDGROESSENDES ELEKTROSTATISCHEN FELDS 82
4.1.3.5 DIE FELDGROESSEN DES MAGNETISCHEN FELDS 85 4.1.4 FERROMAGNETISCHE
MATERIALIEN 88 4.1.5 LORENTZKRAFT AUF BEWEGTE LADUNGEN IM MAGNETFELD 89
4.1.6 ZUGSPANNUNGEN IM MAGNETFELD UND IM ELEKTROSTATISCHEN FELD 91 4.1.7
FELDLINIEN 91 4.1.7.1 DEFINITION 92 4.1.7.2 MAGNETISCHE FELDLINIEN AN
GRENZFLAECHEN 92 4.1.7.3 FELDLINIENVERLAUF BEI HOMOGENEN FELDERN 94 4.2
DIE MAXWELL'SCHEN GLEICHUNGEN 94 4.2.1 DIE FELDGLEICHUNGEN 96 4.2.1.1
DAS DURCHFLUTUNGSGESETZ (1. MAXWEH" SEHE GLEICHUNG) 96 4.2.1.2 DAS
INDUKTIONSGESETZ (2. MAXWELL'SCHE GLEICHUNG) 102 4.2.2 DIE
KONTINUITAETSGLEICHUNGEN (QUELLEN UND WIRBEL) 108 4.2.2.1
QUELLENEIGENSCHAFT DES ELEKTROSTATISCHEN FELDS 109 4.2.2.2
WIRBELEIGENSCHAFT DES MAGNETISCHEN FELDS 110 4.2.3 / DIE
MATERIALGLEICHUNGEN 110 4.3 ANWENDUNGSBEISPIEL: KONDENSATOR 111 4.3.1
BEGRIFFSDEFINITIONEN 111 4.3.1.1 KONDENSATOR 111 4.3.1.2 KAPAZITAET 112
4.3.2 PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG VON KAPAZITAETEN 112 4.3.2.1
PARALLELSCHALTUNG :.-.: 112 4.3.2.2 REIHENSCHALTUNG 113 4.3.3 DER
KONDENSATOR ALS ENERGIESPEICHER 114 4.3.3.1 LADEN DES KONDENSATORS UND
FUNDAMENTALE /--BEZIEHUNG 114 4.3.3.2 GESPEICHERTE ENERGIE DES
KONDENSATORS 116 4.3.3.3 ENTLADEN DES KONDENSATORS 116 4.4
ANWENDUNGSBEISPIEL: SPULE 118 4.4.1 BEGRIFFSDEFINITIONEN 118 4.4.1.1
SPULE : 118 4.4.1.2 SELBSTINDUKTION 119 4.4.2 FUNDAMENTALE -(-BEZIEHUNG
UND INDUKTIVITAET 119 4.4.3 SCHALTUNGEN MAGNETISCH NICHT GEKOPPELTER
SPULEN 122 4.4.3.1 REIHENSCHALTUNG 122 4.4.3.2 PARALLELSCHALTUNG 122
4.4.4 SPULE ALS ENERGIESPEICHER 123 4.4.4.1 BESTROMEN DER SPULE 123
4.4.4.2 GESPEICHERTE ENERGIE DER SPULE 124 4.4.4.3 ENTSTROEMEN DER SPULE
125 4.5 ANWENDUNGSBEISPIEL: TRANSFORMATOR (GRUNDLAGEN) 127 4.5.1
MAGNETISCH GEKOPPELTE SPULEN 127 4.5.2 GEGENINDUKTION 128 4.5.3
GEGENINDUKTIVITAET 128 4.5.4 TRANSFORMATORPRINZIP 128 4.6 UEBUNGSAUFGABEN
130 5 LINEARE WECHSELSTROMNETZE 133 5.1 BEGRIFFE 133 5.1.1
WECHSELSTROMNETZ/SINUSSTROMNETZ 133 5.1.2 KOMPONENTEN VON
WECHSELSTROMNETZEN 133 5.1.3 WIRK- UND BLINDLEISTUNG 134 5.2
SINUSFOERMIGE SPANNUNGEN UND STROEME 134 5.2.1 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG
134 5.2#2 GRAFISCHE DARSTELLUNG ELEKTRISCHER SINUSGROESSEN 137 ,5.2.2.1
FESTLEGUNG DES ZEITNULLPUNKTS 137 5.2.2.2 SINUSGROESSEN ALS FUNKTION DES
WINKELS 137 5.2.2.3 SINUSGROESSEN ALS FUNKTION DER ZEIT 138 5.2.2.4
PHASENWINKEL ZWISCHEN SPANNUNG UND STROM 138 5.2.3 INTEGRALE KENNWERTE
SINUSFOERMIGER GROESSEN 139 5.2.3.1 ARITHMETISCHER MITTELWERT 139 5.2.3.2
EFFEKTIVWERT 141 5.2.4 DARSTELLUNG SINUSFOERMIGER GROESSEN DURCH KOMPLEXE
ZEIGER 142 5.2.4.1 EXPONENTIALFORM 143 5.2.4.2 ALGEBRAISCHE FORM 144
5.2.4.3 KOMPLEXER DREHZEIGER 145 5.2.4.4 REELLE ZEITFUNKTION 146 5.2.4.5
BEISPIEL FUER DAS RECHNEN MIT SINUSFOERMIGEN WECHSELGROESSEN 147 5.2.4.6
ZEIGERDIAGRAMM UND PHASENWINKEL CP 149 5.3 KOMPONENTEN LINEARER
WECHSELSTROMNETZE 150 10 5.3.1 IDEALE WECHSELSPANNUNGSQUELLEN 150 5.3.2
REALE WECHSELSPANNUNGSQUELLEN '. 151 5.3.3 ALLGEMEINE KOMPLEXE
WIDERSTAENDE UND LEITWERTE 151 5.3.4 VERHALTEN EINES OHM'SCHEN
WIDERSTANDS/LEITWERTS BEI SINUSFOERMIGER WECHSELSPANNUNG 153 5.3.5
VERHALTEN EINER SPULE BEI SINUSFOERMIGER WECHSELSPANNUNG 154 5.3.6
VERHALTEN EINES KONDENSATORS BEI SINUSFOERMIGER WECHSELSPANNUNG. 156
5.3.7 ZUSAMMENFASSUNG DER ZEIGERDIAGRAMME 158 5.4 BERECHNUNG LINEARER
WECHSELSTROMNETZE 159 5.4.1 FUNDAMENTALE BERECHNUNGSMETHODEN 159 5.4.1.1
OHM'SCHES GESETZ IN KOMPLEXER FORM 159 5.4.1.2 KIRCHHOFF SEHE REGELN IN
KOMPLEXER FORM 160 5.4.2 KOMPLEXE WIDERSTANDS- UND
LEITWERTSERSATZSCHALTUNGEN 161 5.4.2.1 REIHENSCHALTUNG 161 5.4.2.2
PARALLELSCHALTUNG 163 5.4.3 EFFEKTIVWERTZEIGERDIAGRAMME 165 5.4.4
KOMPLEXE SPANNUNGSTEILERREGEL 166 5.4.5 KOMPLEXE STROMTEILERREGEL 168
5.5 LEISTUNG IM WECHSELSTROMNETZ 170 5.5.1 MOMENTANLEISTUNG AM
VERBRAUCHER ; '. 171 5.5.2 MOMENTANE WIRK- UND BLINDLEISTUNG 172 5.5.3
MITTLERE LEISTUNGEN 174 5.5.4 WIRK-, BLIND- UND SCHEINLEISTUNG,
LEISTUNGSFAKTOR 175 5.5.5 KOMPLEXE LEISTUNG 177 5.5.6/
BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION (KLASSISCH) 178 5.6 UEBUNGSAUFGABEN 183 6
LINEARE DREHSTROMNETZE 185 6.1 VORTEILE VON DREHSTROMSYSTEMEN 185 6.2
DREHSTROMGENERATOREN 185 6.2.1 PRINZIP DER DREHSTROMERZEUGUNG 185 6.2.2
SYMMETRISCHES DREIPHASIGES SPANNUNGSSYSTEM 187 6.2.3 VERKETTUNG 188
6.2.3.1 STERNSCHALTUNG DES GENERATORS (4-LEITER-NETZ) 189 6.2.3.2
DREIECKSCHALTUNG DES GENERATORS (3-LEITER-NETZ) 192 6.3
DREHSTROMVERBRAUCHER 192 6.3.1 SYMMETRISCHE UND UNSYMMETRISCHE
VERBRAUCHER 192 6.3.2 DREHSTROMVERBRAUCHER AM 4-LEITER- UND
3-LEITER-NETZ 193 6.4 BERECHNUNG VON DREHSTROMNETZEN 195 11 6.4.1
DREHSTROMVERBRAUCHER AM 4-LEITER-NETZ 195 6.4.1.1 STERNSCHALTUNG 195
6.4.1.2 DREIECKSCHALTUNG 199 6.4.2 DREHSTROMVERBRAUCHERAM 3-LEITER-NETZ
204 6.4.2.1 STERNSCHALTUNG 204 6.4.2.2 DREIECKSCHALTUNG 204 6.5 LEISTUNG
IM DREHSTROMNETZ 204 6.5.1 AUSGANGSLAGE FUER DIE LEISTUNGSBERECHNUNG 204
6.5.2 MOMENTANLEISTUNG 205 6.5.3 KOMPLEXE LEISTUNG, WIRK-, BLIND- UND
SCHEINLEISTUNG 206 6.5.4 DREHSTROMLEISTUNG BEI SYMMETRISCHER LAST.
208 6.5.5 KOLLEKTIVE LEISTUNG 210 6.6 BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION IM
DREHSTROMNETZ (KLASSISCH) 210 6.6.1 PROBLEMSTELLUNG.' 210 6.6.2
STERNSCHALTUNG DER KONDENSATOREN 211 6.6.3 DREIECKSCHALTUNG DER
KONDENSATOREN 212 6.7 UEBUNGSAUFGABEN 213 7 UEBERBLICK UEBER ELEKTRISCHE
MASCHINEN 215 7.1 UNTERSCHEIDUNGSMERKMALE FUER ELEKTRISCHE MASCHINEN 215
7.2 HAUPTTYPEN ELEKTRISCHER MASCHINEN 215 7.2.1 TRANSFORMATOR 215 7.2.2
ROTIERENDE ELEKTRISCHE MASCHINEN UND LINEARMASCHINEN 217 7.2/2.1
DREHFELDMASCHINE 217 7.2.2.2 EINPHASEN-WECHSELSTROMMASCHINE 218 7.2.2.3
GLEICHSTROMMASCHINE 219 7.2.2.4 SCHRITTMOTOR 219 7.3 SPEZIELLE TYPEN
ROTIERENDER ELEKTRISCHER MASCHINEN 220 7.3.1 SERVOMOTOR 220 7.3.2
ELEKTRONISCH KOMMUTIERTER MOTOR 221 7.3.3 RELUKTANZMASCHINE 221 7.3.4
HIGH-TORQUE-MOTOR (DIREKTANTRIEB) 221 8 TRANSFORMATOR 223 8.1
MECHANISCHER AUFBAU 224 8.1.1 EISENKERN ." 225 8.1.2 WICKLUNGEN 227 8.2
FUNKTIONSPRINZIP DES EINPHASENTRANSFORMATORS 230 8.3 BEZUGSPFEILE BEIM
EINPHASENTRANSFORMATOR 231 12 1 1 ( 1 I T J [ I I I F I I 8.3.1 8.3.2
8.3.3 8.3.4 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.5 8.5.1 8.5.1.1 8.5.1.2
8.5.1.3 8.5.2 8.5.2.1 8.5.2.2 8.5.2.3 8.5.3 8.6 8.6.1 8.6.2 8.6.3
8.6.3.1. 8.6.3.2 8.6.4 8.6.4.1 8.6.4.2 8.7 9 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3
9.2.4 9.3 9.4 WICKLUNGSSINN '. 231 MAGNETISCHE KOPPLUNG UND
STROMBEZUGSPFEILE 232 KLEMMENSPANNUNGEN 234 SCHEMA FUER DIE FESTLEGUNG
DER BEZUGSPFEILE 234 DER IDEALE EMPHASENTRANSFORMATOR 237 BEZUGSPFEILE
UND WICKLUNGSSINN 237 IDEALE SPANNUNGSTRANSFORMATION 238 IDEALE
STROMTRANSFORMATION '. 23 9 IDEALE WIDERSTANDSTRANSFORMATION 241 DER
REALE EINPHASENTRANSFORMATOR 241 VOLLSTAENDIGES ERSATZSCHALTBILD DES
EINPHASENTRANSFORMATORS 242 KUPFERVERLUSTE .' 242 UNVOLLSTAENDIGE
MAGNETISCHE KOPPLUNG 243 EISENVERLUSTE 245 LEERLAUF- UND
KURZSCHLUSSVERSUCH 246 LEERLAUFVERSUCH 246 KURZSCHLUSSVERSUCH 248
BERECHNUNGSBEISPIEL 252 NENNBETRIEB (KAPP'SCHES DREIECK) 253
DREHSTROMTRANSFORMATOR 254 AUFBAU EINES DREHSTROM-KERNTRANSFORMATORS 254
WICKLUNGEN UND SCHALTUNGEN 254 SCHALTGRUPPEN 255 KENNBUCHSTABEN 255
KENNZAHL 256 ELEKTRISCHES ERSATZSCHALTBILD BEI SYMMETRISCHER LAST 257
NENNSPANNUNGEN 258 UEBERSETZUNGSVERHAELTNIS 258 UEBUNGSAUFGABEN 261
DREHSTROMASYNCHRONMASCHINE 263 AUFBAU DES DREHSTROMASYNCHRONMOTORS 263
FUNKTIONSWEISE 266 SCHLUPF 267 STAENDERDREHFELD 268 LAEUFER-UND
LUFTSPALTDREHFELD 271 DREHMOMENTBILDUNG 271 ELEKTRISCHES
ERSATZSCHALTBILD 273 LEISTUNGSBILANZ DES DREHSTROMASYNCHRONMOTORS 277 13
9.5 ORTSKURVE DES STAENDERSTROMS (HEYLAND-KREIS) 280 9.6
DREHMOMENT-SCHLUPF-KENNLINIE (KLOSS'SCHE FORMEL) 283 9.7 UEBUNGSAUFGABEN
287 10 DREHSTROMSYNCHRONMASCHINE 289 10.1 AUFBAU DES
DREHSTROMSYNCHRONGENERATORS 289 10.2 FUNKTIONSWEISE DES
DREHSTROMSYNCHRONGENERATORS 291 10.3 ELEKTRISCHES ERSATZSCHALTBILD 293
10.4 BETRIEB AM STARREN NETZ 295 10.4.1 SYNCHRONISIERUNG MIT DEM NETZ
295 10.4.2 DREHSTROMGENERATOR ALS BLINDLEISTUNGSERZEUGER 296 10.4.3
DREHSTROMGENERATOR ALS WIRKLEISTUNGSERZEUGER 297 10.5 UEBUNGSAUFGABEN 299
11 GLEICHSTROMMASCHINE 301 11.1 GRUNDLEGENDE PHYSIKALISCHE GESETZE 301
11.1.1 KRAFT AUF STROMDURCHFIOSSENE GERADE LEITER IM MAGNETFELD 301
11.1.2 SPANNUNGSERZEUGUNG IN DER LAEUFERWICKLUNG 304 11.2 AUFBAU DES
GLEICHSTROMMOTORS 305 11.2.1 STAENDER 306 11.2.2 LAEUFER, KOMMUTATOR UND
BUERSTEN 310 11.2.2.1 LAEUFERBLECHPAKET 311 11.2.2.2 KOMMUTATOR UND
BUERSTEN 311 11/2.2.3 * STROMVERLAUF BEI DER KOMMUTIERUNG 313 41.2.2.4
ANKERWICKLUNG 315 11.2.2.5 ANKERRUECKWIRKUNG 318 11.3 DIE
GRUNDGLEICHUNGENDES GLEICHSTROMMOTORS 319 11.3.1 INDUZIERTE SPANNUNG 319
11.3.2 DREHMOMENT 321 11.3.2.1 LEISTUNGSBILANZ DES GLEICHSTROMMOTORS 321
11.3.2.2 DREHMOMENT ALS FUNKTION VON FLUSS UND STROM 322 11.3.2.3
DREHMOMENT ALS FUNKTION DER DREHZAHL (M--KENNLINIE) 322 11.4
ERREGUNGSARTEN UND ELEKTRISCHE ERSATZSCHALTBILDER 323 11.4.1 ERREGUNG
VON GLEICHSTROMMOTOREN 323 11.4.2 ELEKTRISCHE ERSATZSCHALTBILDER 324
11.4.2.1 FREMDERREGTER GLEICHSTROMMOTOR 324 11.4.2.2 NEBENSCHLUSSMOTOR
325 11.4.2.3 REIHENSCHLUSSMOTOR 326 11.5 BETRIEBSVERHALTEN VON
GLEICHSTROMMOTOREN 327 14 11.5.1 NEBENSCHLUSSVERHALTEN 327 11.5.2
REIHENSCHLUSSVERHALTEN 328 11.6 UEBUNGSAUFGABEN * 331 12 ELEKTRISCHE
ANTRIEBE 333 12.1 EINFUEHRENDE UEBERSICHT 333 12.1.1 LEISTUNGSANTRIEB 333
12.1.2 UNGESTEUERTE, GESTEUERTE UND GEREGELTE ANTRIEBE 335 12.1.2.1
UNGESTEUERTER ANTRIEB 7 335 12.1.2.2 GESTEUERTER ANTRIEB. 335
12.1.2.3 GEREGELTER ANTRIEB- 336 12.1.3 EINSATZ-UND BETRIEBSBEDINGUNGEN
337 12.1.3.1 BAUFORM UND AUFSTELLUNG (IM) 337 12.1.3.2 SCHUTZART (IP)
337 12.1.3.3 KUEHLUNG (IC) 337 12.1.3.4 BETRIEBSARTEN 338 12.2
PHYSIKALISCHE GRUNDGESETZE DER ANTRIEBSTECHNIK 338 12.2.1 DAS DYNAMISCHE
GRUNDGESETZ DER ROTATION 339 12.2.1.1 BEZUGSPFEILE FUER DREHZAHL UND
DREHMOMENT 339 12.2.1.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG EINES ROTIERENDEN KOERPERS 339
12.2.1.3 FREISCHNEIDEN : 340 12.2.1.4 BEISPIEL FUER DAS AUFSTELLEN EINER
BEWEGUNGSGLEICHUNG 340 12.2.2 UMRECHNUNG VON BEWEGUNGSGROESSEN 341
12.2.2.1 UMRECHNUNG VON TRANSLATORISCHER BEWEGUNG IN ROTATORISCHE 341
12.2.2| UMRECHNUNG VON DREHMOMENTEN 342 12.2.2.3 UMRECHNUNG VON
TRAEGHEITSMOMENTEN BEI ROTIERENDEN MASSEN 343 12.2.2.4 UMRECHNUNG VON
TRAEGHEITSMOMENTEN BEI GERADLINIG BEWEGTEN MASSEN 344 12.2.2.5 BEISPIEL
FUER DIE UMRECHNUNG VON BEWEGUNGSGROESSEN 345 12.3 STATIONAERE
M-N-KENNLINIEN UND ARBEITSPUNKTSTABILITAET 346 12.3.1 STATIONAERE
AFL-N-KENNLINIEN VON ARBEITSMASCHINEN 347 12.3.1.1 KONSTANTE
ANTRIEBSLEISTUNG 347 12.3.1.2 KONSTANTES LASTMOMENT 347 12.3.1.3
QUADRATISCH ANSTEIGENDES LASTMOMENT 348 12.3.2 STATIONAERE M M
-N-KENNLINIEN VON MOTOREN 348 12.3.3 STATIONAERER ARBEITSPUNKT 350
12.3.3.1 DREHMOMENTGLEICHUNG 350 12.3.3.2 BEISPIEL FUER EINE
ARBEITSPUNKTBERECHNUNG 351 12.3.4 STATISCHE STABILITAET IM ARBEITSPUNKT
352 15 12.4 ANTRIEBSDYNAMIK 356 12.4.1 LANGSAME DREHZAHLAENDERUNGEN 356
12.4.1.1 KONSTANTES BESCHLEUNIGUNGSMOMENT 357 12.4.1.2 LINEAR
ABNEHMENDES BESCHLEUNIGUNGSMOMENT 358 12.4.1.3 BELIEBIGER VERLAUF DES
BESCHLEUNIGUNGSMOMENTS 359 12.4.2 SCHNELLE DREHZAHLAENDERUNGEN 359 12.5
KLASSISCHE VERFAHREN DER DREHZAHLSTEUERUNG 362 12.5.1 DREHZAHLSTEUERUNG
BEIM DREHSTROMASYNCHRONMOTOR 363 12.5.1.1 GRUNDSAETZLICHE MOEGLICHKEITEN
363 12.5.1.2 [/-/-STEUERUNG 363 12.5.2 DREHZAHLSTEUERUNG BEIM
GLEICHSTROMMOTOR 365 12.6 STROMRICHTERANTRIEBE 368 12.6.1
STROMRICHTERVENTILE ; 368 12.6.1.1 DIODE .' 369 12.6.1.2 THYRISTOR 370
12.6.1.3 LEISTUNGSTRANSISTOR 372 12.6.2 STROMRICHTER 373 12.6.3
NETZGEFUEHRTER STROMRICHTER FUER GLEICHSTROMMOTOREN 375 12.6.3.1
WECHSELSTROMBRUECKENSCHALTUNG MIT DIODEN 375 12.6.3.2
WECHSELSTROMBRUECKENSCHALTUNG MIT THYRISTOREN 377 12.6.3.3
DREHSTROMBRUECKENSCHALTUNG 379 12.6.4 TRANSISTORUMRICHTER FUER DEN
DREHSTROMASYNCHRONMOTOR 380 12.6.4.1 GRUNDSAETZLICHER AUFBAU EINES
[/-UMRICHTERS 380 12A4.2 --PULSWEITENMODULATION 381 A2F7
ANTRIEBSREGELUNG 386 12.7.1 STRUKTUR EINES GEREGELTEN ANTRIEBS 386
12.7.1.1 VERFAHREN FUER DIE LAGE-UND DREHZAHLREGELUNG 387 12.7.1.2 AUFBAU
VON GESAMT-ANTRIEBSMODULN 388 12.7.2 NETZTEIL 389 12.7.3
LEISTUNGSTEIL-INTERFACE 390 12.7.4 SIGNALVERARBEITUNGSEINHEIT 390 12.7.5
SCHNITTSTELLEN 390 12.8 UEBUNGSAUFGABEN 395 LOESUNGEN DER UEBUNGSAUFGABEN
397 LITERATUR 405 STICHWORTVERZEICHNIS 407 16 |
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