Elektrische Maschinen Teil: 1 u. 2

Prof. Dr.-Ing. Eugen 3-10
Elektrische Maschinen
3.4 Betrieb
3.4.1 Zeigerdiagramm und Ortskurve
Für einen beliebigen, festen Betriebszustand s = const. lässt sich auf der Basis der vereinfachten
Ersatzschaltung unmittelbar das Zeigerdiagramm des Ständerstromes angeben.
Dazu legt man nach Bild 3.9 die Klemmenspannung in die reelle Achse der komplexen Ebene, so dass
gilt:
I
I
Z
I
Fe
μ
'
2
=
'
2g
Re
U 1
jIm 0
=
U
R
U
jX
1
= R
U
= '
Z
1Cu
1
1
Fe
h
2g
ϕ
U
= − j
X
'
R2
+
s
Cu
1
h
+
U1
=
R + jX
I 10
I μ
σ
I Fe
j
' ( X + X )
1σ
2σ
R − jX
= U1
Z
I 1
σ
2
2g
I´ 2 (s)
= R + jX
Bild 3.9 Zeigerdiagramm des Ständerstromes bei festem Schlupf s
σ
Eisenverluststrom
Magnetisierungsstrom
Impedanz des Lastkreises
≠ Rotorkreis
Laststrom ≠ Rotorstrom.
Durch Addition der Zeiger erhält man damit den
I 10 = I Fe + I μ
Leerlaufstrom
und den
'
I 1 = I 10 + I 2
resultierenden
Strom.
Die Spannung eilt dem Strom um den Winkel φ > 0 voraus, d.h. die Asynchronmaschine verhält sich
stets induktiv. Führt man die gleiche Betrachtung für andere Schlupfwerte durch, so durchläuft die
Zeigerspitze des Ständerstromes eine Kurve,
die sogenannte Ortskurve des Ständerstromes,
die im vorliegenden Fall ein Kreis ist und zu Ehren ihrer Entdecker (1894) auch als
Heyland- bzw. Ossanna-Kreis
bezeichnet wird. Dabei tritt der Schlupf s als Parameter auf.
Der Durchmesser des Kreises ist durch den maximalen Strom
' U1
I 2 =
= Max
'
R2Cu
R1Cu
+ + jX σ
s
festgelegt und tritt auf bei
'
R2Cu
R1Cu +
s
= 0 ⇒
'
R2
s5
= −
R
Cu
1Cu
.