Einführung in die elektrische Antriebstechnik
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ANTEIN, J.Best, WS2000/01 Seite 14<br />
belag und <strong>die</strong> magnetische Flussdichte konstruktionsbed<strong>in</strong>gt <strong>in</strong> gewissen Grenzen schwanken<br />
können, d.h. bei der e<strong>in</strong>en Motorkonstruktion etwas größere und bei der anderen etwas kle<strong>in</strong>ere<br />
Werte annehmen, so hängt doch das erreichbare Drehmoment gemäß (4.20) im wesentlichen<br />
vom Volumen ab.<br />
Mit Gl. (4.7) erhalten wir für <strong>die</strong> Leistung:<br />
und für <strong>die</strong> Leistungsdichte:<br />
P = 2αV aBω<br />
(4.21)<br />
PV = 2αaBω (4.22)<br />
Wollen wir also e<strong>in</strong>e hohe Leistungsdichte erzielen, so müssen wir den Motor mit hoher<br />
Drehzahl bzw. W<strong>in</strong>kelgeschw<strong>in</strong>digkeit betreiben, denn <strong>die</strong> anderen Größen <strong>in</strong> (4.22) können<br />
nur <strong>in</strong> engen Grenzen variiert werden.<br />
E<strong>in</strong> Zahlenbeispiel soll e<strong>in</strong> ungefähres Gefühl für <strong>die</strong> Größenordnung der Leistungsdichte<br />
vermitteln:<br />
a = 100 A/cm,B = 1 Vs/m 2 = 1 T, α = 0,5<br />
ω = 2 π 50 /s (3000 Umdrehungen pro M<strong>in</strong>ute)<br />
Daraus ergibt sich:<br />
PV= 2 ⋅0,5⋅100 ⋅ ⋅ s<br />
A Vs<br />
1<br />
cm m 100π<br />
2<br />
π 10 6 W<br />
PV= ⋅ ≅ 3MW m = 3kW dm<br />
3<br />
m<br />
3 3<br />
Wenn also <strong>die</strong> Arbeitsmasch<strong>in</strong>e AM <strong>in</strong> Bild 3 nur niedrige Drehzahlen, verglichen mit den<br />
erlaubten Drehzahlen des Motors, benötigt, so kann es günstig se<strong>in</strong>, e<strong>in</strong> Getriebe e<strong>in</strong>zusetzen,<br />
um mit e<strong>in</strong>em möglichst kle<strong>in</strong>en Motor auszukommen.<br />
Es kann natürlich auch der umgekehrte (triviale) Fall vorliegen, dass <strong>die</strong> Arbeitsmasch<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>e<br />
höhere Drehzahl verlangt, als für den Motor zulässig ist; <strong>in</strong>sbesondere bei Gleichstrommasch<strong>in</strong>en<br />
ist <strong>die</strong> maximal zulässige Drehzahl begrenzt. E<strong>in</strong> Beispiel wäre e<strong>in</strong> Prüfstand für<br />
Formel 1 - Rennmotoren, bei dem e<strong>in</strong>e Gleichstrommasch<strong>in</strong>e als Belastung <strong>die</strong>nt. Auch dann<br />
ist e<strong>in</strong> Getriebe erforderlich.<br />
Dennoch wurde und wird oft auf e<strong>in</strong> Getriebe verzichtet und es kommen Direktantriebe zum<br />
E<strong>in</strong>satz, manchmal auch im größeren Leistungsbereich. In technischen Museen kann man<br />
bisweilen kle<strong>in</strong>ere Dampfkraftwerke bewundern, bestehend aus e<strong>in</strong>er Kolbendampfmasch<strong>in</strong>e<br />
und e<strong>in</strong>em Synchrongenerator oder Gleichstromgenerator. Da <strong>die</strong> Dampfmasch<strong>in</strong>e relativ<br />
langsam läuft, s<strong>in</strong>d <strong>die</strong> <strong>elektrische</strong>n Masch<strong>in</strong>en riesig, gemessen an der Leistung. Große, langsam<br />
laufende Gleichstrommasch<strong>in</strong>en werden auch zum Antrieb von M<strong>in</strong>enaufzügen benutzt.
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