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Praxis der Drehstromantriebe

AutorPeter F. Brosch
VerlagVogel Communications Group GmbH & Co. KG
Erscheinungsjahr2002
Seitenanzahl389 Seiten
ISBN9783834361011
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis6,80 EUR

Schwerpunktmäßig geht es um elektrische Antriebe mit Drehfeldmaschinen im Leistungsbereich von ca. 100 W bis 100 kW. Vor allem kostengünstige, robuste und wartungsarme Lösungen werden ausführlich mit ihrem Betriebsverhalten vorgestellt. Neben den Antrieben mit Synchron- und EK-Maschinen im Bereich der hochdynamischen Positionier- und Servoantriebe stehen die vielfältigen Ausführungen der Getriebemotoren mit Asynchronmaschine. Unter Verzicht auf lange mathematische Ableitungen wendet sich das Buch an Praktiker, der sich in die Materie einarbeiten oder weiter informieren will.   

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Kapitelübersicht
  1. Vorwort und Inhaltsverzeichnis
  2. 1 Stand der Technik
  3. 2 Drehfeldmaschinen
  4. 3 Mechanik der Antriebstechnik
  5. 4 Stromrichter und ihre Bauteile
  6. 5 Elektronische Stellglieder
  7. 6 Antriebspraxis mit Drehfeldmaschinen
  8. 7 Vernetzung, EMV und Energieeinsparung
  9. 8 Fallbeispiele
  10. 9 Grundlegende Ableitungen
  11. Anhang: Formelzeichen, Abkürzungen und Begriffe (Auswahl)
  12. Literatur- und Stichwortverzeichnisverzeichnis
Leseprobe

1.5 Energieeinsparung (S. 22-23)

Betrachtet man den ganzen Energiefluss eines Antriebs von der Primärenergie bis zum Prozess, so haben die Wandel- und Übertragungsglieder unterschiedliche Wirkungsgrade. Man erkennt daraus sehr schnell, wo sich Verbesserungen lohnen (Bild 1.13). Obwohl elektrische Maschinen bereits mit hohen Wirkungsgraden arbeiten, werden zz. verstärkt Hochwirkungsgradmaschinen angeboten, um die Energiekosten im Betrieb weiter zu senken. Besonders bei hohen Laufzeiten amortisieren sich die höheren Investitionen schnell.

1.6 Netzrückwirkungen
Bild 1.14 zeigt die Hauptschnittstellen eines Antriebsstranges. Sie finden sich zum Prozess, zum Netz und zum Betreiber hin. Neben dem im oberen Teil gezeigten erwünschten Austausch von Wirkleistung treten in jedem System noch meist unerwünschte Nebenerscheinungen bei der Energieumsetzung auf. So wirkt die elektrische Maschine direkt oder über ein Stellglied auf das Netz zurück und belastet es mit Blindleistung, Oberschwingungsströmen oder erzeugt Spannungseinbrüche (2).

Mechanisch treten neben der Drehzahl und dem Drehmoment (1) unerwünschte Pendelmomente auf, die Drehschwingungen anregen können. Als besondere Schnittstelle gilt die Datenschnittstelle über die der Betreiber mit der Maschine Daten austauschen kann (3). Hier finden zz. die schnellsten Innovationszyklen statt.

1.7 Dezentrale Installation

Bisher werden räumlich ausgedehnte Produktionsanlagen über eine zentrale Schaltanlage mit elektrischer Energie versorgt, gesteuert und überwacht. Die Konzentration in Schaltschränken benötigt Platz und führt zu langen und aufwendigen Verkabelungen. Deren Installation ist zeitraubend und die Überprüfung und Inbetriebnahme ist umständlich.

Antriebssysteme mit modularem Aufbau und dezentraler Installation bringen hier Einsparpotenziale, die besonders bei ausgedehnten Anlagen erheblich sein können. Werden in der Weiterführung des Gedankens auch noch die Anschlusspunkte durch Steckverbindungen ersetzt, sind weitere Einsparpotenziale besonders im Servicefall gegeben.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis8
Stand der Technik14
1.1 Einleitung14
1.2 Komponenten der elektrischen Antriebe18
1.3 Antriebslösungen18
1.4 Antriebe mit Drehfeldmaschinen19
1.5 Energieeinsparung23
1.6 Netzrückwirkungen23
1.7 Dezentrale Installation23
Drehfeldmaschinen28
2.1 Asynchronmaschinen32
2.2 Synchronmaschinen (SM)57
2.3 Direktantriebe64
2.4 Transversalflussmaschinen ( TFM)68
2.5 Maschinen in der Praxis – Normen, Vorschriften und Konstruktives70
Mechanik der Antriebstechnik102
3.1 Grundsystem des Antriebs102
3.2 Mechanik des Antriebs104
3.3 Zeitkonstanten bei Antrieben112
3.4 Mechanische Übergangsvorgänge113
3.5 Getriebearten122
3.6 Kupplung126
3.7 Energieumsatz127
Stromrichter und ihre Bauteile134
4.1 Übersicht134
4.2 Grundfunktionen der Stromrichter134
4.3 Elektronische Schalter für Stromrichter142
4.4 Elektronik159
Elektronische Stellglieder162
5.1 Elektronik am Antrieb162
5.2 Steller162
5.3 Umrichter166
5.4 Stromrichter für EK- Maschinen200
5.5 Umrichter für geschaltete Reluktanzmaschinen ( GRM)205
5.6 Servoumrichter205
5.7 Umrichter für Transversalflussmaschinen205
5.8 Eingangsstromrichter ( Netzstromrichter)205
Antriebspraxis mit Drehfeldmaschinen208
6.1 Aufgaben der Praxis208
6.2 Asynchronmaschinen210
6.3 Synchronmaschinen262
6.4 EK-Maschine und geschalteter Reluktanzmotor264
6.5 Servoantriebe265
6.6 Besondere AC-Antriebe271
6.7 Drehende und lineare Direktantriebe276
6.8 Netzrückwirkungen277
6.9 Checkliste für Drehstromantrieb291
Vernetzung, EMV und Energieeinsparung292
7.1 Antriebsvernetzung ( Kommunikation)292
7.2 Industriesysteme301
7.3 Elektromagnetische Verträglichkeit ( EMV)304
7.4 Energieeinsparung311
Fallbeispiele316
Themenbereich Maschinen317
Fallbeispiel 1: Asynchronmaschine317
Fallbeispiel 2: Synchronmaschine318
Fallbeispiel 3: Erwärmung319
Fallbeispiel 4: Äquivalente Belastung, allgemein319
Fallbeispiel 5:Äquivalente Belastung, allgemein319
Fallbeispiel 6: Äquivalente Belastung bei Synchron- und Asynchronmaschine320
Themenbereich Mechanik321
Fallbeispiel 7: Reduziertes System, Energiesatz321
Fallbeispiel 8: Energiesatz, Leistungsbilanz321
Fallbeispiel 9: Hubantrieb322
Fallbeispiel 10: Hubantrieb322
Fallbeispiel 11: Hubantrieb322
Fallbeispiel 12: Grafische Lösung322
Fallbeispiel 13: Hubantrieb323
Fallbeispiel 14: Linearantrieb323
Fallbeispiel 15: Massenträgheitsmoment324
Fallbeispiel 16: Hochlauf324
Fallbeispiel 17: Massenträgheitsmoment324
Fallbeispiel 18: Bremslauf324
Fallbeispiel 19: Bremsen325
Fallbeispiel 20: Bremsen325
Fallbeispiel 21: Getriebeübersetzung325
Fallbeispiel 22: Anlauf325
Fallbeispiel 23: Anlauf326
Fallbeispiel 24: Hochlauf mit symmetrischem326
Fallbeispiel 25: Anlasstransformator326
Fallbeispiel 26: Anlauf mit KUSA-Widerstand327
Fallbeispiel 27: Anlauf mit KUSA-Widerstand327
Themenbereich Umrichter328
Fallbeispiel 28: Modulation328
Fallbeispiel 29: Modulation328
Fallbeispiel 30: Modulation328
Fallbeispiel 31: Umrichter- Antriebe (Umrichter)328
Fallbeispiel 32: Frequenzumrichter-Antriebe (Umrichter)329
Themenbereich Wickler331
Fallbeispiel 33: Umrichter- Antriebe (331
Fallbeispiel 34: Umrichterantrieb, Bremsen332
Fallbeispiel 35: Umrichterantrieb, Bremswiderstand332
Grundlegende Ableitungen334
9.1 Ersatzschaltbilder der Asynchronmaschine334
9.2 Bezogene Größen336
9.3 Drehmomentberechnung336
9.4 Raumzeigerdarstellung337
9.5 Feldorientierte Regelung339
9.6 Drehmomentregelung ( Ableitung)341
9.7 Gegenüberstellung: Asynchronmaschine/ Synchronmaschine349
Anhang352
Formelzeichen376
Abkürzungen und Begriffe (Auswahl)378
Inserentenverzeichnis379
Literaturverzeichnis380
Stichwortverzeichnis384

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