2.4.1 Kondensatormotor - Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und ...

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Praktikumsversuch Kleinmaschinen Seite 13 3.2 Wirkungsweise des Spaltpolmotors Der Spaltpolmotor wird am 50 Hz bzw. 60 Hz Wechselstromnetz betrieben. Daher fließt durch das Eisen und durch die Pole ein magnetischer Wechselfluß. In den Kurzschlußringen wird demzufolge eine Spannung induziert (Induktionsgesetz). Im Kurzschlußring fließt ein Strom. Dieser Strom erzeugt ebenfalls ein magnetisches Feld, welches dem ursprünglichen Feld entgegengesetzt ist (Lenz´sche Regel). Daher löscht das Magnetfeld des Ringes den Fluß durch den Spaltpol, so dass nur noch ein Fluß durch den Hauptpol verläuft. Wird der Hauptfluß zu Null, so fließt noch Strom durch den Kurzschlußring und erzeugt einen Fluß, der durch den Spaltpol verläuft. Dieser Fluß ist deutlich kleiner als der maximale Hauptfluß. t=0 t=π/4 Bild 9: Verlauf des Magnetflußes beim Spaltpolmotor Das Bild verdeutlicht, dass sich der Fluß durch den Rotor eines Spaltpolmotors zeitlich und räumlich verändert. Es entsteht ein stark elliptisches Drehfeld. Dies reicht aber aus, damit der Motor selbständig hochläuft.
Praktikumsversuch Kleinmaschinen Seite 14 4 Universalmotor Universalmotoren sind, genau wie Gleichstrommaschinen, Kommutatormaschinen. Sie lassen sich sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betreiben. Ihre Drehzahl ist unabhängig von der Netzfrequenz. Deshalb lassen sich auch wesentlich größere Drehzahlbereiche als bei Asynchronmotoren oder bei Spaltpolmotoren erreichen. Die Drehzahlstellung ist recht unkompliziert (Veränderung der Ankerspannung). Daher hat der Universalmotor eine große Bedeutung für Kleinantriebe (z.B. drehzahlvariable Bohrmaschine). Das Wirkprinzip beruht auf dem Gleichstrommotor (GM). Um die Drehrichtung eines GM umzukehren, muss entweder die Richtung des Ankerstroms oder die Richtung des Erregerstroms geändert werden. Geschieht beides gleichzeitig, so ändert sich die Drehrichtung nicht. Werden nun Anker und Erregung in Reihe geschaltet (Reihenschlussmaschine), so werden bei Betrieb mit Wechselstrom sowohl Anker als auch Erregung jeweils gleichzeitig umgepolt. Somit ändert sich die Richtung des erzeugten Drehmomentes nicht. Jedoch ist das Moment zeitlich nicht konstant (wie bei Betrieb mit Gleichtrom), sondern pulsierend. 4.1 Aufbau Im Gegensatz zur Gleichstrommaschine werden beim Universalmotor aufgrund der auftretenden Wechselfelder die Erregerpole geblecht. Der Universalmotor wird i.d.R. 2-polig ausgeführt. Anker- und Erregerwicklung werden immer in Reihe geschaltet (Reihenschlußmotor). Bei den Kleinmaschinen wird i.d.R. aus Kostengründen immer auf Wendepole und Kompensationswicklung zur Verbesserung der Kommutierung verzichtet. 4.2 Wirkungsweise Die Drehmomentbildung erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie beim Gleichstrommotor, welches hier nochmals wiederholt wird. Auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld wirkt die Lorentzkraft:
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