Elektromaschinen in Theorie und Praxis
Aufbau, Wirkungsweisen, Anwendungen, Auswahl- und Auslegungskriterien
Ali Farschtschi
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Ali Farschtschi, Elektromaschinen in Theorie und Praxis (2016), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800740062
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Beschreibung / Abstract
• Grundzüge der Elektrotechnik, des elektromagnetischen Felds, der elektrischen Messtechnik und der Leistungselektronik
• Aufbau, Wirkungsweisen, Anwendungsgebiete und Auswahl der Transformatoren, Gleichstrom-, Asynchron- und Synchronmaschinen
• Drehzahlverstellung der Elektromotoren, polumschaltbare Motoren, stromrichtergespeiste Drehstromasynchronmaschinen
• Wechselstrommotor, Kraftfahrzeuggenerator, Schrittmotor, Elektronikmotor, permanentmagneterregte Motoren, Linearmotor und elektrische Welle
• Zusammenwirken von Motor und Arbeitsmaschine, Auswahlkriterien von Motoren sowie Geräusch (Messung und Simulation), Verluste, Erwärmung und Kühlung (unter Umweltaspekten), Lebenszykluskosten elektrischer Antriebe
• Dynamisches Verhalten rotierender elektrischer Maschinen (Ursachen,
Wirkungen, Darstellung und Betrachtung)
• Simulation elektrischer Maschinen zur Auslegung und Optimierung, Untersuchung der elektromagnetischen, thermischen, strömungstechnischen, schwingungs- sowie verformungstechnischen und akustischen Einflussgrößen mit Lösungswegen und Berechnungsabläufen
• Umfangreiche Aufgaben mit ausführlichen Lösungen
• Aufbau, Wirkungsweisen, Anwendungsgebiete und Auswahl der Transformatoren, Gleichstrom-, Asynchron- und Synchronmaschinen
• Drehzahlverstellung der Elektromotoren, polumschaltbare Motoren, stromrichtergespeiste Drehstromasynchronmaschinen
• Wechselstrommotor, Kraftfahrzeuggenerator, Schrittmotor, Elektronikmotor, permanentmagneterregte Motoren, Linearmotor und elektrische Welle
• Zusammenwirken von Motor und Arbeitsmaschine, Auswahlkriterien von Motoren sowie Geräusch (Messung und Simulation), Verluste, Erwärmung und Kühlung (unter Umweltaspekten), Lebenszykluskosten elektrischer Antriebe
• Dynamisches Verhalten rotierender elektrischer Maschinen (Ursachen,
Wirkungen, Darstellung und Betrachtung)
• Simulation elektrischer Maschinen zur Auslegung und Optimierung, Untersuchung der elektromagnetischen, thermischen, strömungstechnischen, schwingungs- sowie verformungstechnischen und akustischen Einflussgrößen mit Lösungswegen und Berechnungsabläufen
• Umfangreiche Aufgaben mit ausführlichen Lösungen
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
- Elektromaschinen in Theorie und Praxis
- Vorwort zur dritten Auflage
- Vorwort zur zweiten Auflage
- Vorwort
- Inhalt
- Formelzeichen
- 0 Einführung
- 0.1 Geschichtliche Entwicklung
- 0.2 Leistungsklassen
- 0.3 Anwendungsgebiete
- 1 Allgemeine Grundlagen
- 1.1 Größen und Einheiten
- 1.2 Zählpfeilsysteme
- 1.3 Einführung in die Wechselstromtechnik
- 1.4 Drehstrom
- 1.5 Aufgaben zum Wechsel- und Drehstrom
- 1.6 Kennlinien
- 1.7 Stabilität
- 1.8 Grundgesetze
- 2 Transformatoren
- 2.1 Einleitung
- 2.2 Funktionsweise und Aufbau
- 2.3 Magnetisierungsstrom und Oberschwingungsverhalten
- 2.4 Betriebsverhalten, Ersatzschaltbild und Zeigerdiagramm
- 2.5 Spezielle Betriebszustände
- 2.7 Schaltungen und Schaltgruppen der Drehstromtransformatoren
- 2.8 Spartransformator
- 2.9 Stromtransformator
- 2.10 Verluste in elektrischen Maschinen
- 2.11 Wirkungsgrad
- 2.12 Life-Cycle-Costs elektrischer Antriebe
- 2.13 Aufgaben zu Transformatoren
- 3 Gleichstrommaschinen
- 3.1 Einleitung
- 3.2 Aufbau
- 3.3 Magnetischer Kreis (Entstehung des magnetischen Felds und der Pole)
- 3.4 Wicklungsarten des Ankers
- 3.5 Induzierte Spannung im Anker und Kommutation
- 3.6 Strombelag
- 3.7 Vereinfachte Schaltung, Drehmoment, Wirkungsweise und Ersatzschaltbild
- 3.8 Energiebilanz (Sankey-Diagramm)
- 3.9 Leistungsbeziehungen (innere und äußere Leistung)
- 3.10 Gleichstrommotoren
- 3.11 Gleichstromgeneratoren
- 3.12 Ankerrückwirkung, Wendepol und Kompensationswicklung ..
- 3.13 Kennzeichen der Anschlüsse
- 3.14 Ergänzungen
- 3.15 Aufgaben zu Gleichstrommaschinen
- 4 Grundlagen der Wechsel- bzw. Drehstrom-maschinen
- 4.1 Einleitung
- 4.2 Drehfeld
- 4.3 Wicklungsfaktor (Zonen- und Sehnungsfaktor)
- 5 Asynchronmaschinen
- 5.1 Qualitative Betrachtung
- 5.2 Quantitative Betrachtung (Ständerstromortskurve bzw. Ossana-Heyland-Kreis)
- 5.3 Aufgaben zu Asynchronmaschinen
- 6 Ausgewählte Kapitel der elektrischen Messtechnik
- 6.1 Einleitung
- 6.2 Strom- und Spannungsmessung
- 6.3 Widerstandsmessung
- 6.4 Messung von Leistung und Arbeit
- 6.5 Induktivitäts- und Kapazitätsmessung
- 6.6 Temperaturmessung
- 6.7 Zeit- und Frequenzmessung
- 6.8 Magnetfeldmessung
- 6.9 Drehzahlmessung
- 6.10 Drehmomentmessung
- 6.11 Geräuschmessung
- 7 Ausgewählte Kapitel der Leistungselektronik
- 7.1 Einleitung
- 7.2 Grundlagen der Halbleiterbauelemente
- 7.3 Aufbau, Wirkungsweise und Anwendung der Bauelemente
- 7.4 Spezielle Anwendungen von Diode und Thyristor
- 8 Synchronmaschinen
- 8.1 Qualitative Betrachtung
- 8.2 Quantitative Betrachtung der Vollpolsynchronmaschine
- 8.3 Vergleich von Synchron- und Asynchronmaschinen
- 8.4 Permanentmagneterregte Synchronmotoren
- 8.5 Aufgaben zu Synchronmaschinen
- 9 Drehzahlverstellung von Drehstromasynchronmotoren
- 9.1 Schlupfänderung
- 9.2 Polpaarzahländerung (polumschaltbare Motoren)
- 9.3 Speisefrequenzänderung
- 10 Kleinmaschinen
- 10.1 Spezielle Asynchronmaschinen
- 10.2 Spezielle Synchronmaschinen
- 10.3 Spezielle Gleichstrommaschinen
- 11 Sondermaschinen
- 11.1 Linearmotor
- 11.2 Elektrische Welle
- 12 Ausgewählte Kapitel der elektrischen Antriebstechnik (Zusammenwirken von Motor und Arbeitsmaschine)
- 12.1 Aufbau eines Antriebs
- 12.2 Drehmomentkennlinien
- 12.3 Bewegungsgleichung
- 12.4 Der stationäre Betriebspunkt (Stabilität)
- 12.5 Berechnung der Anlaufzeiten
- 12.6 Erwärmung und Kühlung
- 12.7 Auswahl des geeigneten Motors
- 12.8 Mechanische Betrachtung des Antriebssystems als Punktmasse
- 12.9 Geräuschentwicklung elektrischer Maschinen
- 12.10 Leistungsschildangaben
- 13 Einführung in das dynamische Verhalten rotierender elektrischer Maschinen (Ursachen, Wirkungen, Darstellung und Betrachtung)
- 13.1 Einleitung
- 13.2 Ausgleichsvorgänge bei Gleichstrommotoren (Zeitabhängigkeit von Ankerstrom, Drehmoment und Drehzahl sowie Drehmoment-Drehzahl-Abhängigkeit im dynamischen Zustand)
- 13.3 Ausgleichsvorgänge bei Asynchronmotoren und Synchron-motoren
- 13.4 Allgemeine Aufgaben
- 14 Grundzüge der Simulation elektrischer Maschinen
- 14.1 Einleitung
- 14.2 Simulation der Einflussgrößen
- 14.3 Praktische Prüfungen
- 15 Lösungen der Aufgaben
- 15.1 Lösungen zu „Wechsel- und Drehstrom“
- 15.2 Lösungen zu „Magnetischer Kreis“
- 15.3 Lösungen zu „Transformatoren“
- 15.4 Lösungen zu „Gleichstrommaschinen“
- 15.5 Lösungen zu „Asynchronmaschinen“
- 15.6 Lösungen zu „Synchronmaschinen“
- 15.7 Lösungen zu „Allgemeine Aufgaben“
- Fragen zur Selbstkontrolle
- Literaturverzeichnis
- Sachwortverzeichnis