Elektrische Maschinen und Antriebe

Grundlagen, Betriebsverhalten

Andreas Binder (Autor)

Buch | Hardcover

XXIV, 1249 Seiten

2012 | 2012
Springer Berlin (Verlag)
978-3-540-71849-9 (ISBN)

Infos

Das Buch führt in einem weiten Bogen von den physikalischen Grundlagen zum Verständnis des stationären und des dynamischen Betriebsverhaltens elektrischer Maschinen und Antriebe. Besonderes Augenmerk wird auf die aktuellen Motorentwicklungen gelegt. Dazu werden die Grundlagen elektrischer Maschinen anhand der drei Grundtypen Asynchronmaschine, Synchronmaschine und Gleichstrommaschine ausführlich besprochen, Bauweisen werden erläutert, und das stationäre Betriebsverhalten wird hergeleitet.Neben der anschaulichen Beschreibung anhand modern ausgeführter Maschinen wird die mathematisch fundierte Grundlage von Anfang an mitentwickelt. Bewusst wird die Drehstromtechnik in den Vordergrund gestellt, da sie die klassische Gleichstromtechnik immer weiter in Nischen verdrängt. Aktuelle Motorentwicklungen vor allem im Zusammenhang mit Umrichterspeisung werden ausführlich besprochen. Auch auf Sonderprobleme wie zusätzliche Verluste und Geräusche bei Umrichterspeisung wird ausführlich eingegangen. An die stationäre Theorie schließt sich im zweiten Teil die dynamische Theorie für alle drei Grundtypen von E-Maschinen an, so dass Anlaufvorgänge, plötzliche Kurzschlüsse oder Lastwechsel verstanden werden. Jedes Kapitel enthält durchgerechnete Praxisbeispiele, die oft mit Messergebnissen unterlegt sind. Die Beispiele reichen von Netz- und Umrichter gespeisten Motoren bis hin zu Großgeneratoren im Kraftwerksbereich. Eine Aufgabensammlung mit durchgerechneten Anwendungsbeispielen desselben Autors erscheint als gesonderter Band.

Autor

Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Binder (* 1957)Professor (C4) für Elektrische Energiewandlung, Institut für Elektrische Energiewandlung, Technische Universität DarmstadtBeruflicher Werdegang:1997 - Professor (C4) für Elektrische Energiewandlung, Institut für Elektrische Energiewandlung, Technische Universität Darmstadt, Dozent Technische Universität Wien, Gastdozent Technische Universität Graz, Österreich1989 – 1997 Siemens AG, Automation & Drives, Bad Neustadt/Saale und Erlangen, Deutschland, Gruppenleiter Entwicklung Elektrische Antriebe, Vorfeldentwicklung1983-1989 Universitätsassistent, Institut für Elektrische Maschinen und Antriebe, Technische Universität Wien, Österreich1981 – 1983 ELIN VA Tech, Wien, Österreich, Berechnungsingenieur Synchronmotoren und -generatorenUniversitäre Ausbildung:1994 Venia docendi (Habilitation) für Elektrische Maschinen, Technische Universität Wien, Österreich1988 Dissertation (Dr. techn.): "Vorausberechnung der Betriebskennlinien von Drehstrom-Kurzschlußläufer-Asynchronmaschinen mit besonderer Berücksichtigung der Nutung"1975 – 1981 Diplom-Studium "Elektrische Energietechnik", Technische Universität Wien, ÖsterreichMitgliedschaften und Preise:seit 2001 Mitglied der Int. Steering Committees "European Power Electronics and Applications" (EPE), "Linear Motors for Industrial Applications" (LDIA), "Railway Systems" (RAIL), seit 2000 Mitglied des Int. Steering Committees "Integrated Power Systems" (CIPS), seit 1999 Vorsitzender des Fachbereichs 4 "Elektrische Maschinen und Antriebe", ETG/VDE; seit 1999 Mitglied im wissenschaftlichen Beirat der Energietechnischen Gesellschaft (ETG) desVDEseit 1998 Mitglied der Int. Steering Committees "Power Electronics, Industrial Drives, Advanced Machines" (SPEEDAM), 1997 ETG-Literaturpreis des VDE, für Fach-Publikation im "Archiv für Elektrotechnik", (Electrical Engineering)Forschungsschwerpunkte:- Entwurf und Optimierung elektrischer Maschinen und Aktoren für industrielle und Traktionsanwendungen- Antriebssysteme für Verkehrstechnik (E-Auto, elektrische Bahnen, E-Technik im Flugzeug)- Sonderantriebssysteme (Hochdrehzahlantriebe, Direktantriebe, Linearantriebe, Windgeneratoren)- Magnetische Schwebetechniken für rotierende und lineare Aktoren und MaschinenCa. 130 Publikationen und mehrere Patente auf dem Gebiet der Ele. Maschinen und Antriebe   

Inhalt

Aus dem Inhalt:
Vorwort
1.1 Empfohlene Literatur
1.2 Verwendete Formelzeichen2. Drehfelder in elektrischen Maschinen
2.1 Grundprinzipien der Magnetfeldberechnung
2.2 Vereinfachte Feldberechnung im Luftspalt elektrischer Maschinen
2.3 Erzeugung von magnetischen Drehfeldern
2.4 Wicklungsanordnungen
Beispiele
3. Mathematische Analyse von Luftspaltfeldern
3.1 Grund- und Oberwellen von Luftspaltfeldern
3.2 FOURIER-Analyse zur Ermittlung von Grund- und Oberwellen
3.3 FOURIER-Analyse des Felds einer Käfigwicklung
3.4 FOURIER-Analyse von gleichstromerregten Polradfeldern
Beispiele
4. Spannungsinduktion in Drehstrommaschinen
4.1 FARADAY sches Induktionsgesetz (1831)
4.2 Spannungsinduktion in eine Ständerspule
4.3 Spannungsinduktion in eine Drehfeldwicklung
4.4 Selbstinduktivität je Strang einer Drehfeldwicklung
4.5 Gegeninduktivität je Strang zweier Drehfeldwicklungen
Beispiele
5. Die Schleifringläufer-Asynchronmaschine
5.1 Funktionsweise der Schleifringläufermaschine
5.2 Stationäres Betriebsverhalten der Asynchronmaschine
5.3 Asynchrone Energiewandlung
5.4 Kreisdiagramm der Asynchronmaschine
5.5 Anfahren des Schleifringläufermotors mit Anfahrwiderständen
5.6 Drehzahlvariabler Betrieb von Schleifringläufer-Asynchronmaschinen
Beispiele
6. Die Kurzschlußläufer-Asynchronmaschine
6.1 Ströme und Spannungen im Käfigläufer
6.2 Stromverdrängung in den Stäben des Läuferkäfigs
6.3 Käfigformen und Anlaufmomenterhöhung
6.4 Abweichungen vom Kreisdiagramm
Beispiele
7. Antriebstechnik mit der Asynchronmaschine
7.1 Typische Arbeitsmaschinen
7.2 Hochlauf der Asynchronmaschine am "starren" Netz
7.3 Stabile und instabile Arbeitspunkte "Quasistatische Stabilität"
7.4 Abbremsen von Asynchronmaschinen
7.5 Drehzahlvariabler Betrieb von Asynchronmaschinen
7.6 Untersynchrone Stromrichterkaskade
7.7 Asynchronmaschine mit Frequenzumrichterspeisung
Beispiele
8. Die Synchronmaschine
8.1 Funktionsprinzip und Läuferbauweisen
8.2 Ständerspannungsgleichung der Vollpolmaschine
8.3 Ständerspannungsgleichung der Schenkelpolmaschine
8.4 Betriebsverhalten der Vollpolmaschine am "starren" Netz
8.5 Betriebsverhalten der Schenkelpolmaschine am "starren" Netz
8.6 Verlustbilanz bei Synchronmaschinen
8.7 Synchrongeneratoren im Inselbetrieb
Beispiele
9. Elektrisch und permanentmagnetisch erregte Synchronmaschinen
9.1 Elektrische Erregereinrichtungen
9.2 Leerlauf- und Kurzschlußkennlinie
9.3 Elektrisch erregte Synchronmaschinen mit Dämpferwicklung
9.4 Die Dämpferwicklung bei Schieflast und Oberwellen
9.5 Permanentmagneterregte Synchronmaschinen
Beispiele
10. Dynamisches Verhalten der Synchronmaschine
10.1 Flußverkettungen der Synchronmaschine bei dynamischen Vorgängen
10.2 Stoßkurzschluß der Synchronmaschine
10.3 Anschauliche Erklärung des Stoßkurzschlusses
10.4 Anlauf und Synchronisierung von großen Synchronmaschinen
Beispiele
11. Gleichstromantriebe
11.1 Die Funktionsweise der Gleichstrommaschine
11.2 Ankerwicklungen
11.3 Induzierte Spannung und elektromagnetisches Drehmoment
11.4 Ankerrückwirkung und Kompensationswicklung
11.5 Kommutierung des Ankerstroms und die Funktion der Wendepole
11.6 Generator- und Motorschaltungen der Gleichstrommaschine
11.7 Der drehzahlveränderbare Gleichstromantrieb
11.8 Wirkungsgrad, Stabilität und Leistungsgrenzen der Gleichstrommaschine
11.9 Dynamische Gleichungen von Gleichstrommaschinen
Beispiele
12. Typenvielfalt elektrischer Maschinen
12.1 Elektrische Motoren und Antriebe
12.2 Elektrische Generatoren...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 9.1.2013
• Reihe/Serie: VDI-Buch
• Zusatzinfo: XXIV, 1249 S. 586 Abb.
• Verlagsort: Berlin
• Sprache: deutsch
• Maße: 155 x 235 mm
• Gewicht: 2050 g
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• Schlagworte: Asynchronmaschinen • Drehstromtechnik • Elektrische Antriebe • elektrische Maschinen • Elektroantrieb; Handbuch/Lehrbuch • Elektromaschinen; Handbuch/Lehrbuch • E-Motoren • Generatoren • Reluktanzmaschinen • Synchronmaschinen
• ISBN-10: 3-540-71849-4 / 3540718494
• ISBN-13: 978-3-540-71849-9 / 9783540718499
• Zustand: Neuware