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Elektrische Maschinen Teil: 1 u. 2

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Prof. Dr.-Ing. Eugen 3-14<br />

<strong>Elektrische</strong> <strong>Maschinen</strong><br />

P<br />

vn<br />

≈<br />

⎧<br />

⎪<br />

⎪<br />

⎪<br />

⎨<br />

⎪<br />

⎪<br />

⎪<br />

⎩<br />

P<br />

P<br />

vRN<br />

vRN<br />

P<br />

vnN<br />

n<br />

⋅ + P<br />

nN<br />

n<br />

⋅ + P<br />

nN<br />

≈ const.<br />

vLN<br />

vLN<br />

⎛<br />

⋅<br />

⎜<br />

⎝<br />

n<br />

n<br />

N<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

3<br />

bei Eigenbelüftung<br />

bei Fremdbelüftung<br />

bei kleinen Drehzahländerungen<br />

Nach eigenen Untersuchungen überwiegen bei typischen Norm- und Industriemotoren kleinerer und<br />

mittlerer Leistung unter Bemessungsbedingungen am Netz normalerweise die Reibungsverluste, wobei<br />

man näherungsweise von folgender Verlustaufteilung ausgehen kann<br />

1 2<br />

PvLN : PvRN<br />

: PvnN<br />

≈ : : 1 bei Bemessungsdrehzahl<br />

nN<br />

.<br />

3<br />

3<br />

Auf dieser Basis lassen sich dann auch die mechanischen Verluste bei drehzahlvariabel betriebenen<br />

Motoren leicht abschätzen.<br />

Außerdem wird neuerdings die Lüfterleistung bei fremd belüfteten Motoren zunehmend separat<br />

ausgewiesen.<br />

3.4.3 Anlauf am starren Netz<br />

Sofern die Netzverhältnisse es zulassen, schaltet man Asynchronmaschinen möglichst direkt ein.<br />

Dabei verhält sich, wie bereits gezeigt, eine stillstehende Asynchronmaschine wie ein kurzgeschlossener<br />

Transformator bei voller Netzspannung und der auftretende Netzstrom kann ein Vielfaches des<br />

Bemessungsstromes betragen. Dieser muss daher ab bestimmten Leistungen (ca. 4 kW) durch gezielte<br />

Maßnahmen reduziert werden. Von besonderem Interesse sind dabei der Einschalt- oder Anlaufstrom I1A<br />

und das Anlaufmoment MA, die aus deren allgemeinen Beziehungen durch s = 1 festgelegt sind:<br />

' U1<br />

U1<br />

I1A<br />

≈ I 2 ( s = 1)<br />

= =<br />

Z<br />

' 2<br />

k<br />

2<br />

R + R + X<br />

M<br />

A<br />

m<br />

=<br />

( )<br />

1Cu<br />

2Cu<br />

σ<br />

' '2<br />

' 2<br />

1R2Cu<br />

I 2 m1R2<br />

CuU1<br />

= = 2<br />

ωd ωd<br />

Z k ωd<br />

'<br />

m R<br />

2<br />

U<br />

X<br />

( ) ) .<br />

1 2Cu<br />

1<br />

' 2 2<br />

R1Cu<br />

+ R2Cu<br />

+ σ<br />

Die Wahl der Anlassmethode richtet sich dann nach der Größe zulässigen Höhe des Anlaufstromes, den<br />

Netzverhältnissen und der Anlaufdauer.<br />

3.4.3.1 Rotoranlasser<br />

Da beim Schleifringläufermotor die Kurzschlusswicklung über die Schleifringe zugänglich ist, kann man<br />

durch äußere Widerstände RV den Rotorwiderstand R2Cu derart vergrößern, dass z. B. mit<br />

' '<br />

' '<br />

∗ R2Cu<br />

+ RV<br />

R2Cu<br />

+ RV<br />

⎛ RV<br />

⎞<br />

s =<br />

= ⋅ = ⋅ 1 = 1 ,<br />

2 2<br />

' ⎜ +<br />

⎟<br />

K<br />

sK<br />

sK<br />

R + X R2Cu<br />

⎝ R2Cu<br />

⎠<br />

1Cu<br />

σ<br />

1<br />

RV 1 R2Cu<br />

,<br />

s ⎟<br />

K<br />

⎟<br />

⎛ ⎞<br />

= ⎜ −<br />

⎝ ⎠<br />

der Anlauf bei maximalem Moment und reduziertem Anlaufstrom erfolgt. Natürlich sind auch andere<br />

Werte für RV möglich, die während des Hochlaufes auch noch verändert werden können. Nach dem<br />

Hochlauf werden die Vorwiderstände dann i. d. R. überbrückt. Bild 3.12 zeigt die Situation beim Anlauf<br />

mit Vorwiderstand. Dabei ist allerdings darauf zu achten, dass der Vorwiderstand nicht zu früh<br />

überbrückt wird, da es sonst trotzdem zu unzulässigen Stromwerten kommen kann.<br />

Zwar haben Schleifringläufermotoren keine große praktische Bedeutung mehr. Die Überlegung zeigt<br />

aber den interessanten Einfluss der Rotorwiderstände auf die Anlaufverhältnisse. Dies wird bei den<br />

heute üblichen Stromverdrängungsläufern, wie nachfolgend gezeigt, auf interessante Weise genutzt.<br />

⎫<br />

⎪<br />

⎪<br />

⎪<br />

⎬<br />

⎪<br />

. ⎪<br />

⎪<br />

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