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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Description / 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

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Table of content

  • 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

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