Brosch Praxis der Drehstromantriebe

mit fester und variabler Drehzahl
1. Auflage 2002
ISBN: 978-3-8343-6101-1
Verlag: Vogel Communications Group GmbH & Co. KG
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 389 Seiten

Reihe: Kamprath-Reihe

Schwerpunktmäßig geht es um elektrische Antriebe mit Drehfeldmaschinen im Leistungsbereich von ca. 100 W bis 100 kW. Vor allem kostengünstige, robuste und wartungsarme Lösungen werden ausführlich mit ihrem Betriebsverhalten vorgestellt. Neben den Antrieben mit Synchron- und EK-Maschinen im Bereich der hochdynamischen Positionier- und Servoantriebe stehen die vielfältigen Ausführungen der Getriebemotoren mit Asynchronmaschine. Unter Verzicht auf lange mathematische Ableitungen wendet sich das Buch an Praktiker, der sich in die Materie einarbeiten oder weiter informieren will.   

Autoren/Hrsg.

Brosch, Peter

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;Stand der Technik;14
3.1;1.1 Einleitung;14
3.2;1.2 Komponenten der elektrischen Antriebe;18
3.3;1.3 Antriebslösungen;18
3.4;1.4 Antriebe mit Drehfeldmaschinen;19
3.5;1.5 Energieeinsparung;23
3.6;1.6 Netzrückwirkungen;23
3.7;1.7 Dezentrale Installation;23
4;Drehfeldmaschinen;28
4.1;2.1 Asynchronmaschinen;32
4.2;2.2 Synchronmaschinen (SM);57
4.3;2.3 Direktantriebe;64
4.4;2.4 Transversalflussmaschinen ( TFM);68
4.5;2.5 Maschinen in der Praxis – Normen, Vorschriften und Konstruktives;70
5;Mechanik der Antriebstechnik;102
5.1;3.1 Grundsystem des Antriebs;102
5.2;3.2 Mechanik des Antriebs;104
5.3;3.3 Zeitkonstanten bei Antrieben;112
5.4;3.4 Mechanische Übergangsvorgänge;113
5.5;3.5 Getriebearten;122
5.6;3.6 Kupplung;126
5.7;3.7 Energieumsatz;127
6;Stromrichter und ihre Bauteile;134
6.1;4.1 Übersicht;134
6.2;4.2 Grundfunktionen der Stromrichter;134
6.3;4.3 Elektronische Schalter für Stromrichter;142
6.4;4.4 Elektronik;159
7;Elektronische Stellglieder;162
7.1;5.1 Elektronik am Antrieb;162
7.2;5.2 Steller;162
7.3;5.3 Umrichter;166
7.4;5.4 Stromrichter für EK- Maschinen;200
7.5;5.5 Umrichter für geschaltete Reluktanzmaschinen ( GRM);205
7.6;5.6 Servoumrichter;205
7.7;5.7 Umrichter für Transversalflussmaschinen;205
7.8;5.8 Eingangsstromrichter ( Netzstromrichter);205
8;Antriebspraxis mit Drehfeldmaschinen;208
8.1;6.1 Aufgaben der Praxis;208
8.2;6.2 Asynchronmaschinen;210
8.3;6.3 Synchronmaschinen;262
8.4;6.4 EK-Maschine und geschalteter Reluktanzmotor;264
8.5;6.5 Servoantriebe;265
8.6;6.6 Besondere AC-Antriebe;271
8.7;6.7 Drehende und lineare Direktantriebe;276
8.8;6.8 Netzrückwirkungen;277
8.9;6.9 Checkliste für Drehstromantrieb;291
9;Vernetzung, EMV und Energieeinsparung;292
9.1;7.1 Antriebsvernetzung ( Kommunikation);292
9.2;7.2 Industriesysteme;301
9.3;7.3 Elektromagnetische Verträglichkeit ( EMV);304
9.4;7.4 Energieeinsparung;311
10;Fallbeispiele;316
10.1;Themenbereich Maschinen;317
10.1.1;Fallbeispiel 1: Asynchronmaschine;317
10.1.2;Fallbeispiel 2: Synchronmaschine;318
10.1.3;Fallbeispiel 3: Erwärmung;319
10.1.4;Fallbeispiel 4: Äquivalente Belastung, allgemein;319
10.1.5;Fallbeispiel 5:Äquivalente Belastung, allgemein;319
10.1.6;Fallbeispiel 6: Äquivalente Belastung bei Synchron- und Asynchronmaschine;320
10.2;Themenbereich Mechanik;321
10.2.1;Fallbeispiel 7: Reduziertes System, Energiesatz;321
10.2.2;Fallbeispiel 8: Energiesatz, Leistungsbilanz;321
10.2.3;Fallbeispiel 9: Hubantrieb;322
10.2.4;Fallbeispiel 10: Hubantrieb;322
10.2.5;Fallbeispiel 11: Hubantrieb;322
10.2.6;Fallbeispiel 12: Grafische Lösung;322
10.2.7;Fallbeispiel 13: Hubantrieb;323
10.2.8;Fallbeispiel 14: Linearantrieb;323
10.2.9;Fallbeispiel 15: Massenträgheitsmoment;324
10.2.10;Fallbeispiel 16: Hochlauf;324
10.2.11;Fallbeispiel 17: Massenträgheitsmoment;324
10.2.12;Fallbeispiel 18: Bremslauf;324
10.2.13;Fallbeispiel 19: Bremsen;325
10.2.14;Fallbeispiel 20: Bremsen;325
10.2.15;Fallbeispiel 21: Getriebeübersetzung;325
10.2.16;Fallbeispiel 22: Anlauf;325
10.2.17;Fallbeispiel 23: Anlauf;326
10.2.18;Fallbeispiel 24: Hochlauf mit symmetrischem;326
10.2.19;Fallbeispiel 25: Anlasstransformator;326
10.2.20;Fallbeispiel 26: Anlauf mit KUSA-Widerstand;327
10.2.21;Fallbeispiel 27: Anlauf mit KUSA-Widerstand;327
10.3;Themenbereich Umrichter;328
10.3.1;Fallbeispiel 28: Modulation;328
10.3.2;Fallbeispiel 29: Modulation;328
10.3.3;Fallbeispiel 30: Modulation;328
10.3.4;Fallbeispiel 31: Umrichter- Antriebe (Umrichter);328
10.3.5;Fallbeispiel 32: Frequenzumrichter-Antriebe (Umrichter);329
10.4;Themenbereich Wickler;331
10.4.1;Fallbeispiel 33: Umrichter- Antriebe (;331
10.4.2;Fallbeispiel 34: Umrichterantrieb, Bremsen;332
10.4.3;Fallbeispiel 35: Umrichterantrieb, Bremswiderstand;332
11;Grundlegende Ableitungen;334
11.1;9.1 Ersatzschaltbilder der Asynchronmaschine;334
11.2;9.2 Bezogene Größen;336
11.3;9.3 Drehmomentberechnung;336
11.4;9.4 Raumzeigerdarstellung;337
11.5;9.5 Feldorientierte Regelung;339
11.6;9.6 Drehmomentregelung ( Ableitung);341
11.7;9.7 Gegenüberstellung: Asynchronmaschine/ Synchronmaschine;349
12;Anhang;352
13;Formelzeichen;376
14;Abkürzungen und Begriffe (Auswahl);378
15;Inserentenverzeichnis;379
16;Literaturverzeichnis;380
17;Stichwortverzeichnis;384

Leseproben

1.5 Energieeinsparung (S. 22-23)

Betrachtet man den ganzen Energiefluss eines Antriebs von der Primärenergie bis zum Prozess, so haben die Wandel- und Übertragungsglieder unterschiedliche Wirkungsgrade. Man erkennt daraus sehr schnell, wo sich Verbesserungen lohnen (Bild 1.13). Obwohl elektrische Maschinen bereits mit hohen Wirkungsgraden arbeiten, werden zz. verstärkt Hochwirkungsgradmaschinen angeboten, um die Energiekosten im Betrieb weiter zu senken. Besonders bei hohen Laufzeiten amortisieren sich die höheren Investitionen schnell.

1.6 Netzrückwirkungen
Bild 1.14 zeigt die Hauptschnittstellen eines Antriebsstranges. Sie finden sich zum Prozess, zum Netz und zum Betreiber hin. Neben dem im oberen Teil gezeigten erwünschten Austausch von Wirkleistung treten in jedem System noch meist unerwünschte Nebenerscheinungen bei der Energieumsetzung auf. So wirkt die elektrische Maschine direkt oder über ein Stellglied auf das Netz zurück und belastet es mit Blindleistung, Oberschwingungsströmen oder erzeugt Spannungseinbrüche (2).

Mechanisch treten neben der Drehzahl und dem Drehmoment (1) unerwünschte Pendelmomente auf, die Drehschwingungen anregen können. Als besondere Schnittstelle gilt die Datenschnittstelle über die der Betreiber mit der Maschine Daten austauschen kann (3). Hier finden zz. die schnellsten Innovationszyklen statt.

1.7 Dezentrale Installation

Bisher werden räumlich ausgedehnte Produktionsanlagen über eine zentrale Schaltanlage mit elektrischer Energie versorgt, gesteuert und überwacht. Die Konzentration in Schaltschränken benötigt Platz und führt zu langen und aufwendigen Verkabelungen. Deren Installation ist zeitraubend und die Überprüfung und Inbetriebnahme ist umständlich.

Antriebssysteme mit modularem Aufbau und dezentraler Installation bringen hier Einsparpotenziale, die besonders bei ausgedehnten Anlagen erheblich sein können. Werden in der Weiterführung des Gedankens auch noch die Anschlusspunkte durch Steckverbindungen ersetzt, sind weitere Einsparpotenziale besonders im Servicefall gegeben.