Elektrische Maschinen Teil: 1 u. 2

Prof. Dr.-Ing. Eugen 3-2
Elektrische Maschinen
Nutform und -zahl müssen hinsichtlich der gestellten Aufgabe dimensioniert werden. Auch die
Wicklungsauslegung bedarf sorgfältiger Überlegungen. Als Drehstromwicklung ist sie dreisträngig
ausgeführt und kann für eine feste oder auch umschaltbare Polzahl verschaltet werden.
Asynchronmaschinen werden häufig direkt am Netz oder bei vergleichbaren Spannungen betrieben.
Wegen der damit verbundenen Gefährdung für Mensch und Tier dürfen Spannung führende oder sich
bewegende Teile nicht berührbar sein und auch das Eindringen von Fremdkörpern und Wasser soll
entsprechend der festgelegten Schutzart verhindert werden.
Besonders kritisch ist in dieser Hinsicht die Schnittstelle zwischen Motor und Installation, die aus diesem
Grunde oft in einem eigenen abgeschlossenen Raum, dem sog. Klemmenkasten untergebracht ist.
Diesem Sicherheitsgedanken folgend wird dieser sogar oft in einer höheren Schutzart ausgeführt.
Um Verwechslungen bei den Anschlüssen möglichst auszuschließen, ist die Klemmenbezeichnung für
alle wichtigen Maschinen in DIN EN 60 034-8 genormt. Für Asynchronmaschinen gelten danach
auszugsweise die in Bild 3.2 angegebenen Bezeichnungen.
Bei richtigem Anschluss und vorausgesetzt richtiger Wicklungsverschaltung weist der Motor Rechtslauf
(d. h. Drehung im Uhrzeigersinn) auf.
U V W U V W
Bild 3.2 Genormte Klemmenbezeichnungen bei Asynchronmaschinen
3.1.2 Rotor
Der Rotor von Asynchronmaschinen besteht aus
- einem genuteten Blechpaket,
meist zusammen mit den Statorblechen aus Elektroblech gestanzt,
- der in die Nuten eingebrachten Kurzschlusswicklung,
und zwar bei kleineren Maschinen üblich als Kurzschlusskäfig aus Aluminium oder
Aluminiumlegierung gegossen, bei größeren Maschinen auch aus Kupfer, Messing oder Bronze
verlötet bzw. geschweißt, neuerdings auch aus Kupfer gegossen,
- u.U. einem Lüfterflügel,
zur internen Luftumwälzung, oftmals mit den Kurzschlussringen integriert, sowie
- der Welle,
zur Lagerung und Leistungsentnahme bzw. -zuführung.
In Sonderfällen wird die Rotorwicklung auch aus isolierten Drähten mit einer der Statorwicklung
entsprechenden Polzahl gewickelt und über Schleifringe nach außen geführt. Durch Reihenschaltung mit
äußeren Widerständen kann dann insbesondere das Anlaufverhalten günstig beeinflusst werden und es
ist eine gewisse Drehzahlverstellung (Schlupf) möglich. Durch die moderne Umrichtertechnik verlieren
diese sog. Schleifringläufer an Bedeutung, da mit den Schleifringen die Hauptvorteile der
Asynchronmaschinen, wie Wartungsfreiheit und Betriebssicherheit usw., verloren gehen.
Nur bei besonderen Anwendungen, wie z. B. bei doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren für
Windkraftanlagen, werden sie derzeit noch vorteilhaft eingesetzt.
3.1.3 Konstruktionsteile
U1 V1 W1
U2 V2 W2
Außer den bereits genannten vorwiegend aktiven Teilen der Asynchronmaschine müssen oft noch
weitere Konstruktionsteile vorgesehen werden, so z. B.
- Lagerschilde,
die den Rotor drehbar im Stator zentrieren und in Flanschausführung auch die Befestigung
erlauben,
- ggf. ein äußerer Lüfterflügel mit Haube,
zur forcierten Kühlung bei oberflächenbelüfteten Maschinen, sowie
- Riemenscheiben, Kupplungen, Bremsen, Füßen, Abdeckungen usw.