Elektrische Antriebstechnik: Grundlagen, Auslegung, Anwendungen, Lösungen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Erlangen
Publicis Publ.
2011
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| Edition: | 2., überarb. Aufl. |
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| Online Access: | Ausführliche Beschreibung Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1 ELEKTRISCHE ANTRIEBE IM UEBERBLICK 12
1.1 HISTORISCHER ABRISS DER ANTRIEBSTECHNIK 12
1.2 AUFBAU MODERNER ELEKTRISCHER ANTRIEBE 16
1.3 SYSTEMATIK ELEKTRISCHER ANTRIEBE 18
1.3.1 DREHZAHLVERSTELLBARKEIT 19
1.3.2 MOTORTYP UND ART DES STELLGERAETS 21
1.3.3 TECHNISCHE DATEN 23
2 MECHANISCHE GRUNDLAGEN 26
3 ELEKTROTECHNISCHE GRUNDLAGEN 28
3.1 FELDER IN DER ELEKTROTECHNIK 28
3.2 ENTSTEHUNG DES DREHMOMENTS 30
3.2.1 LORENTZKRAFT 30
3.2.2 LEITERSCHLEIFE IM MAGNETFELD 32
3.2.3 SPANNUNGSINDUKTION 33
3.2.4 GROESSEN UND GLEICHUNGEN DER ELEKTROTECHNIK 33
3.2.5 BAUELEMENTE DER ELEKTROTECHNIK 34
4 KONSTANTANTRIEBE UND DREHZAHLVERAENDERLICHE ANTRIEBE MIT
GLEICHSTROMMOTOR 36
4.1 GLEICHSTROMANTRIEBE 36
4.2 DER GLEICHSTROMMOTOR 37
4.2.1 FUNKTIONSPRINZIP 37
4.2.2 KONSTRUKTIVER AUFBAU UND ELEKTRISCHE ANSCHLUESSE 42
4.2.3 WARTUNG DES GLEICHSTROMMOTORS 44
4.2.4 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG 45
4.2.5 REGELBARKEIT 46
4.3 KONSTANTANTRIEBE MIT GLEICHSTROMMOTOR 48
4.3.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 48
4.3.2 NEBENSCHLUSSVERHALTEN 48
4.3.3 REIHENSCHLUSSVERHALTEN 51
4.4 DREHZAHLVERAENDERLICHE ANTRIEBE MIT GLEICHSTROMMOTOR 52
4.4.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 52
4.4.2 STROMRICHTER 53
4.4.3 DREHZAHLGEBER FUER GLEICHSTROMANTRIEBE 60
4.4.4 REGELUNGSSTRUKTUR 62
6
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DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
5 KONSTANTANTRIEBE UND DREHZAHLVERAENDERLICHE ANTRIEBE MIT ASYNCHRONMOTOR
65
5.1 ANTRIEBE MIT ASYNCHRONMOTOR 65
5.2 DER ASYNCHRONMOTOR 66
5.2.1 FUNKTIONSPRINZIP 66
5.2.2 KONSTRUKTIVER AUFBAU UND ELEKTRISCHE ANSCHLUESSE 69
5.2.3 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG 72
5.2.4 REGELBARKEIT 77
5.3 KONSTANTANTRIEBE MIT ASYNCHRONMOTOR 79
5.3.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 79
5.3.2 ANLAUF DES ASYNCHRONMOTORS 81
5.3.3 BREMSEN DES ASYNCHRONMOTORS 86
5.4 DREHZAHLVERAENDERLICHE ANTRIEBE MIT ASYNCHRONMOTOR 87
5.4.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 87
5.4.2 DREHZAHLAENDERUNG MIT SCHUETZEN 88
5.4.3 DREHZAHLAENDERUNG MIT FREQUENZUMRICHTERN 91
5.4.4 BETRIEB MIT U/F-STEUERUNG 98
5.4.5 BETRIEB MIT VEKTORREGELUNG 101
5.4.6 DREHZAHLGEBER 105
5.5 FUNKTIONEN MODERNER FREQUENZUMRICHTER 109
5.5.1 ALLGEMEINES 109
5.5.2 LEISTUNGSOPTIONEN 109
5.5.3 ELEKTRONIKOPTIONEN 111
5.5.4 PROZESSSCHNITTSTELLE 113
5.5.5 ANWENDERSCHNITTSTELLE 115
5.5.6 REGELUNGS- UND STEUERUNGSFUNKTIONEN 116
6 SERVOANTRIEBE 126
6.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 126
6.2 SYSTEMATIK DER SERVOANTRIEBE 128
6.2.1 REGELFUNKTIONEN 128
6.2.2 MOTORTYP, ART DES STELLGERAETS 129
6.2.3 TECHNISCHE DATEN 131
6.3 DREHZAHL- UND LAGEGEBER FUER SERVOANTRIEBE 132
6.3.1 SYSTEMATIK UND KENNDATEN 132
6.3.2 KOMMUTIERUNGSGEBER 136
6.3.3 RESOLVER 137
6.3.4 SIN-COS-GEBER 140
6.3.5 ABSOLUTWERTGEBER 142
6.4 SERVOANTRIEBE MIT GLEICHSTROMMOTOR 144
6.4.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 144
6.4.2 GLEICHSTROMMOTOREN FUER SERVOANTRIEBE 144
6.4.3 PULSSTELLER FUER SERVOANTRIEBE MIT GLEICHSTROMMOTOR 145
6.4.4 REGELUNGSSTRUKTUR 148
6.5 SERVOANTRIEBE MIT BUERSTENLOSEM GLEICHSTROMMOTOR (BLOCKKOMMUTIERUNG)
. 149 6.5.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 149
6.5.2 DER BUERSTENLOSE GLEICHSTROMMOTOR 150
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
6.5.3 FREQUENZUMRICHTER FUER SERVOANTRIEBE MIT BUERSTENLOSEM
GLEICHSTROMMOTOR 153
6.5.4 REGELUNGSSTRUKTUR 155
6.6 SERVOANTRIEBE MIT SYNCHRONMOTOR (SINUSKOMMUTIERUNG) 156 6.6.1 AUFBAU
UND ANWENDUNGSBEREICH 156
6.6.2 DER SYNCHRONMOTOR 157
6.6.3 FREQUENZUMRICHTER FUER SERVOANTRIEBE MIT SYNCHRONMOTOR 159 6.6.4
REGELUNGSSTRUKTUR 159
6.7 SERVOANTRIEBE MIT ASYNCHRONMOTOR 161
6.8 DIREKTANTRIEBE 162
6.8.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 162
6.8.2 LINEARMOTOR 164
6.8.3 TORQUEMOTOR 166
6.9 REGELUNG UND OPTIMIERUNG VON SERVOANTRIEBEN 167
6.9.1 ALLGEMEINE GUETEKRITERIEN ZUR BEURTEILUNG VON REGELKREISEN 167
6.9.2 REGELKREISE BEI SERVOANTRIEBEN 172
6.9.3 OPTIMIERUNG DES STROMREGELKREISES 173
6.9.4 OPTIMIERUNG DES DREHZAHLREGELKREISES 176
6.9.5 OPTIMIERUNG DES LAGEREGELKREISES 180
6.10 FUNKTIONEN MODERNER SERVOSTELLER 182
6.10.1 ALLGEMEINES 182
6.10.2 LEISTUNGSOPTIONEN 182
6.10.3 ELEKTRONIKOPTIONEN 183
6.10.4 PROZESSSCHNITTSTELLE 183
6.10.5 ANWENDERSCHNITTSTELLE 183
6.10.6 REGELUNGS- UND STEUERUNGSFUNKTIONEN 184
7 SCHRITTANTRIEBE 187
7.1 AUFBAU UND ANWENDUNGSBEREICH 187
7.2 SYSTEMATIK DER SCHRITTANTRIEBE NACH MOTORTYP 188
7.3 TECHNISCHE DATEN 189
7.4 DER SCHRITTMOTOR 190
7.4.1 ALLGEMEINES 190
7.4.2 PERMANENTMAGNETSCHRITTMOTOR 191
7.4.3 HYBRIDSCHRITTMOTOR 192
7.5 ANSTEUERGERAETE 194
7.6 REGELVERHALTEN 197
8 ELEKTRISCHE ANTRIEBSSYSTEME IM UEBERBLICK 200
8.1 VOM ANTRIEB ZUM ANTRIEBSSYSTEM 200
8.2 SYSTEMATIK ELEKTRISCHER ANTRIEBSSYSTEME 202
8.2.1 KOMPONENTEN IN ANTRIEBSSYSTEMEN 202
8.2.2 FUNKTIONALITAET VON ANTRIEBSSYSTEMEN 204
8.2.3 INFORMATIONSFLUSS IN ANTRIEBSSYSTEMEN 207
8.2.4 ENERGIEFLUSS ZWISCHEN ANTRIEBEN 209
8.2.5 ELEKTROMAGNETISCHE BEEINFLUSSUNGEN 209
8.3 AUSLEGUNG VON ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN ALS SYSTEMAUFGABE 210
8
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
9 FELDBUSSE FUER ELEKTRISCHE ANTRIEBE 211
9.1 VERANLASSUNG UND FUNKTIONSPRINZIP 211
9.2 UEBERSICHT GEBRAEUCHLICHER FELDBUSSE 216
9.3 AS-INTERFACE 216
9.3.1 UEBERSICHT 216
9.3.2 TOPOLOGIE, VERKABELUNG, PHYSIK 217
9.3.3 ZUGRIFFSVERFAHREN 220
9.4 CAN 221
9.4.1 UEBERSICHT 221
9.4.2 TOPOLOGIE, VERKABELUNG, PHYSIK 222
9.4.3 ZUGRIFFSVERFAHREN 224
9.4.4 PROJEKTIERUNG 225
9.5 PROFIBUS DP 226
9.5.1 UEBERSICHT 226
9.5.2 TOPOLOGIE, VERKABELUNG, PHYSIK 227
9.5.3 ZUGRIFFSVERFAHREN 229
9.5.4 PROFIBUS DP-V2 231
9.5.5 PROJEKTIERUNG 233
9.6 PROFINET I/O 236
9.6.1 UEBERSICHT 236
9.6.2 TOPOLOGIE, VERKABELUNG, PHYSIK 238
9.6.3 ZUGRIFFSVERFAHREN 240
9.6.4 GERAETEBESCHREIBUNGEN ZUR PROJEKTIERUNG 245
10 PROZESSREGELUNG MIT ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN 246
10.1 BEGRIFFSDEFINITION 246
10.2 PROZESSREGELUNG MIT EINZELANTRIEBSSYSTEMEN 246
10.2.1 KOMPONENTEN 246
10.2.2 BEISPIEL: FUELLSTANDSREGELUNG MIT KONSTANTANTRIEB 248
10.2.3 BEISPIEL: DRUCKREGELUNG 249
10.2.4 BEISPIEL: AUFZUGANTRIEB 251
10.3 PROZESSREGELUNG MIT MEHRANTRIEBSSYSTEMEN 253
10.3.1 KOMPONENTEN 253
10.3.2 BEISPIEL: FAHRWERKSANTRIEB MIT MECHANISCH GEKOPPELTEN ANTRIEBEN .
. . 256 10.3.3 BEISPIEL: BESCHICHTUNGSANLAGE MIT ZUG- UND
WICKELANTRIEBEN 260 10.4 ANTRIEBE MIT INTEGRIERTEN TECHNOLOGIEFUNKTIONEN
270
11 MOTION CONTROL MIT ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN 273
11.1 BEGRIFFSDEFINITION UND FUNKTIONEN 273
11.2 DARSTELLUNG UND VERARBEITUNG VON LAGEINFORMATIONEN 276
11.3 POSITIONIEREN 279
11.3.1 ANWENDUNGEN UND GRUNDLAGEN 279
11.3.2 POSITIONIERSTEUERUNG 280
11.3.3 MASCHINENDATEN 285
11.3.4 LAGEERFASSUNG, LAGEAUFBEREITUNG UND REFERENZIEREN 286
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
11.4 GLEICHLAUF (SYNCHRONISIEREN) 290
11.4.1 ANWENDUNGEN UND GRUNDLAGEN 290
11.4.2 GLEICHLAUFSTEUERUNG 291
11.4.3 MASCHINENDATEN 304
11.5 MOTION CONTROL MIT PLCOPEN 304
11.6 SICHERHEITSFUNKTIONEN IN ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN 307
11.6.1 ANWENDUNGEN UND GRUNDLAGEN 307
11.6.2 FUNKTION *SICHERE IMPULSSPERRE" 310
11.6.3 SICHERE BEWEGUNGSFUNKTIONEN 311
11.6.4 SICHERE FELDBUSSE 313
12 EMV IN DER ELEKTRISCHEN ANTRIEBSTECHNIK 315
12.1 GRUNDLAGEN 315
12.1.1 VERANLASSUNG UND BEGRIFFSDEFINITION 315
12.1.2 EMV-BEEINFLUSSUNGSMODELL 316
12.1.3 KOPPELMECHANISMEN 317
12.1.4 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG 323
12.2 ELEKTRISCHE ANTRIEBE ALS STOERQUELLE 327
12.2.1 GALVANISCHE STOERUNGEN BEI GLEICHSTROMANTRIEBEN MIT STROMRICHTER,
GEGENMASSNAHMEN 327
12.2.2 GALVANISCHE STOERUNGEN BEI STELLGERAETEN MIT GLEICHSPANNUNGS-
ZWISCHENKREIS, GEGENMASSNAHMEN 329
12.2.3 GALVANISCHE STOERUNGEN DURCH WECHSELRICHTER, GEGENMASSNAHMEN 332
12.2.4 FELDGEBUNDENE STOERUNGEN DURCH DEN WECHSELRICHTER 338
12.2.5 FELDGEBUNDENE STOERUNGEN DURCH DIGITALE ANTRIEBE, GEGENMASSNAHMEN
340 12.3 ELEKTRISCHE ANTRIEBE ALS STOERSENKE 341
12.3.1 ALLGEMEINES 341
12.3.2 GALVANISCHE STOERUNGEN, GEGENMASSNAHMEN 342
12.3.3 KAPAZITIVE STOERUNGEN, GEGENMASSNAHMEN 343
12.3.4 INDUKTIVE STOERUNGEN, GEGENMASSNAHMEN 344
12.4 EMV-REGELN 346
13 AUSLEGUNG ELEKTRISCHER ANTRIEBE 348
13.1 VORGEHENSWEISE 348
13.2 AUSWAHL DER ANTRIEBSART 349
13.3 MOTORAUSLEGUNG 352
13.3.1 VORGEHENSWEISE 352
13.3.2 BERUECKSICHTIGUNG DES GETRIEBES 352
13.3.3 AUSLEGUNG DES MOTORS NACH MECHANISCHEN KENNGROESSEN 359 13.3.4
THERMISCHE AUSLEGUNG DES MOTORS 365
13.3.5 KONSTRUKTIVE AUSLEGUNG DES MOTORS 371
13.3.6 AUSWAHL DES GEBERS 375
13.4 AUSLEGUNG DES STELLGERAETS BEI DREHZAHLVERAENDERLICHEN ANTRIEBEN UND
SERVOANTRIEBEN 378
10
IMAGE 6
INHALTSVERZEICHNIS
13.4.1 ELEKTRISCHE AUSLEGUNG DES STELLGERAETS 378
13.4.2 THERMISCHE AUSLEGUNG DES STELLGERAETS 378
13.4.3 THERMISCHE AUSLEGUNG DER NETZEINSPEISUNG 384
13.4.4 AUSLEGUNG DER NETZEINSPEISUNG BEZUEGLICH DER
ZWISCHENKREISKAPAZITAET. 388 13.4.5 AUSLEGUNG DES BREMSCHOPPERS UND DES
BREMSWIDERSTANDES 389 13.4.6 AUSWAHL DER LEISTUNGSOPTIONEN 392
13.4.7 ELEKTRONIKOPTIONEN, ZUBEHOER, VERBINDUNGSTECHNIK 392
13.5 AUSLEGUNGSBEISPIEL 393
13.5.1 ANWENDUNGSDATEN 393
13.5.2 AUSLEGUNG 394
14 FEHLERBEHEBUNG BEI ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN 398
14.1 FEHLERVERMEIDUNG UND FEHLERBEHEBUNG 398
14.2 FEHLERMOEGLICHKEITEN BEI ELEKTRISCHEN ANTRIEBEN 399
14.2.1 MOTORFEHLER 400
14.2.2 GEBERFEHLER 401
14.2.3 FEHLER IM STELLGERAET 402
14.2.4 NETZFEHLER 403
14.2.5 KOMMUNIKATIONSFEHLER 404
14.2.6 EMV-PROBLEME 405
14.2.7 PROJEKTIERUNGSFEHLER 406
14.2.8 PARAMETRIERFEHLER 407
14.3 FEHLERMELDUNGEN ELEKTRISCHER ANTRIEBE 408
SACHWORTVERZEICHNIS 410
11 |
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