Skript - Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische ...

Mechatronik und elektrische Antriebe S. 2Inhalt1 Mechatronic Systems .......................................................................................................... 52 Magnetic Circuits ................................................................................................................ 72.1 Magnetic Reluctance ................................................................................................... 72.2 Energy and Power ........................................................................................................ 82.3 Magnetic Materials .................................................................................................... 152.4 Permanentmagnete ..................................................................................................... 223 Magnetlager ...................................................................................................................... 333.1 Magnetisches Joch ..................................................................................................... 333.2 Anordnung mit zwei Jochen ...................................................................................... 353.3 Regelung eines Magnetlagers mit Vorspannung durch separate Wicklung .............. 363.4 Magnetisches Joch mit Permanent-Magnet ............................................................... 443.5 Magnetlager mit Vorspannung durch Permanentmagnete ........................................ 463.6 Sensorik ..................................................................................................................... 463.7 Stromrichter ............................................................................................................... 473.8 Pulsweitenmodulation ............................................................................................... 483.9 Magnetlager mit Lagerung in zwei Freiheitsgraden .................................................. 534 Geschalteter Reluktanz-Motor .......................................................................................... 554.1 Konstruktiver Aufbau ................................................................................................ 554.2 Funktionsprinzip ........................................................................................................ 564.3 Dynamisches Verhalten ............................................................................................. 624.4 Stromrichter ............................................................................................................... 685 Schrittmotoren ................................................................................................................... 716 Gleichstrommotor ............................................................................................................. 736.1 Wirkprinzip ................................................................................................................ 736.2 Aufbau ....................................................................................................................... 756.3 Kommutator und Ankerwicklungsschemata ............................................................. 766.4 Kommutierung und Wendepolwicklung ................................................................... 776.5 Ankerrückwirkung, Kompensations- und Kompoundwicklung ................................ 786.6 Mathematische Modellierung .................................................................................... 796.7 Elektrische und mechanische Leistung, Wirkungsgrad ............................................. 826.8 Schaltungsarten, Klemmenbezeichnungen und Schaltzeichen .................................. 826.9 Fremderregter und permanent erregter Motor ........................................................... 836.10 Nebenschlussmotor ................................................................................................ 876.11 Reihenschlussmotor ............................................................................................... 886.12 Geregelter Betrieb .................................................................................................. 916.13 Betrieb an Strom- und Spannungsgrenzen ............................................................. 977 Electronically Commutated Motors ................................................................................ 1007.1 Functional Principle ................................................................................................. 1007.2 Induzierte Spannungen ............................................................................................ 1027.3 Ersatzschaltbild und Drehmoment........................................................................... 1057.4 Stromrichter ............................................................................................................. 1077.5 Kommutierung ......................................................................................................... 1087.6 Regelung .................................................................................................................. 1118 Entwurf von Strom- und Drehzahlregelung .................................................................... 1148.1 Reglerentwurf durch Pol-Nullstellen-Kürzung (Betragsoptimum) ......................... 1158.2 Symmetrisches Optimum ........................................................................................ 124