Elektrische Maschinen Teil: 1 u. 2

Prof. Dr.-Ing. E. Nolle 1-2 Elektrische Maschinen
Beim üblichen Aufbau von elektrischen Maschinen nach Bild 1.2 stehen Leiter-, Feld- und
Bewegungsrichtung näherungsweise senkrecht aufeinander und oftmals ist auch das Feld im aktiven
Bereich etwa homogen, so dass sich dann einfache skalare Formeln für diese Grundgesetze ergeben.
E i
v
Bild 1.2
)
Typische Leiteranordnung bei elektrischen Maschinen
In diesem Fall gilt für den mit einheitlicher Geschwindigkeit v bewegten, geraden Leiter der Länge l im
homogenen Magnetfeld der Flussdichte B
u i
= l ⋅(
v × B)
= l v B .
In analoger Form vereinfacht sich auch das Durchflutungsgesetz für abschnittsweise homogene
Magnetkreise der magnetischen Feldstärke Hn und Länge ln , die von Strömen Im bzw. Spulen der
Windungszahl N mit dem Strom I erregt werden, zu
Θ =
∑
m
→ →
Im = N ⋅ I = ∫ H ⋅ ds = ∑
C
n
H
l
n n
Weiterhin lässt sich aus der Lorentzkraft direkt die Kraft auf Strom durchflossene Leiter im äußeren
Magnetfeld B r ableiten, wobei das Wegelement dl r in Stromrichtung positiv gezählt wird und C
allgemein die Leiterkontur angibt.
Geht man wieder von der üblichen Maschinengeometrie gemäß Bild 1.3 aus, vereinfacht sich auch
dieser Ausdruck auf die einfache skalare Form
r
F = I ⋅∫
dl × B = I ⋅(
l × B)
mit F = F = I l B .
I
B
B
C
N
S
N
S
b)
Bild 1.3 Kraft auf Strom durchflossene Leiter im Magnetfeld
l
l
F
.