Gleichstrommaschinen

fremderregte Gleichstrommaschine

• besteht aus geblechten Ständer mit Hauptpolen (tragen Erregerwicklung) und geblechten Läufer mit Ankerwicklung in Nuten

Permanenterregte Gleichstrommaschinen haben als Hauptpole Permanentmagnete

• Erregerwicklung und zusätzliche Verluste durch Erregerstrom werden vermieden

• aber Feldstellmöglichkeit und Kosten für Magnete sind beeinträchtigt

Wirkungsweise

• Spule bewegt sich im Luftspaltfeld und die Flussänderungen, die dabei entstehen, führen zu einer induzierten Spannung

• Spannungen der einzelnen Spulen werden durch Kommutatorwicklung des Ankers addiert, um die Gesamtspannung zu erhalten

• Bei Anschluss eines Verbrauchers an den Ankerklemmen fließt ein Strom, der einen Spannungsabfall hervorruft

Spannungssteuerung

• Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie wird durch Veränderung der Ankerspannung parallel verschoben, ohne Stromaufnahme zu beeinflussen

• höchste zulässige Spannung ist Bemessungsspannung

• Spannungssteuerung ist das technisch bedeutendste Drehzahlstellverfahren und erfolgt heute fast ausschließlich über Stromrichter

Feldstellung

• Da Bemessungserregerfluss dem Sättigungsfluss des Eisenkreises entspricht, führt weitere Vergrößerung des Erregerstroms zu keiner merklichen Flusserhöhung

• Veränderung des Erregerflusses ist nur im Sinne einer Feldschwächung möglich

  • Führt zu erhöhten Leerlaufdrehzahl

  • Vergrößerung des Anstiegs der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie und erhöhten Stromaufnahme

Widerstandssteuerung

• Vorschalten eines Widerstands Rv im Ankerkreis --> Erhöhung Ankerwiderstand

• Veränderung der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie, wobei ideelle Leerlaufdrehzahl nicht beeinflusst wird

• Verluste im Ankerkreis können durch Vorwiderstand erhöht werden

• Verfahren findet Anwendung bei Motoren kleiner Leistung oder zur Anlaufsteuerung größerer Motoren

Begrenzung des Kennlinienfeldes

• verschiedene Arbeitspunkte können innerhalb der Begrenzungen (maximale Drehzahl und Wärmeabgabe) eingestellt werden

  
  

Anlauf und Bremsen

• Stillstandsstrom im Ankerkreis wäre zu hoch, wenn Nennspannung am Anker angelegt würde, daher muss Ankerspannung reduziert werden

• zwei Methoden zur Anlaufsteuerung: Spannungssteuerung und

• Dimensionierung des Anlassers muss nach der Verlustleistung erfolgen

• Umkehrung Energieflussrichtung: beim Bremsen muss Maschine als Generator arbeiten und entweder elektrische Energie ins Netz abgeben (Nutzbremsung) oder in Wärme umwandeln (Widerstands- und Gegenstrombremsung)

elektronische Kommutierung von Motoren als Ersatz für das wartungsintensive mechanische Kommutator-Bürsten-System

Aufbau der Maschine ändert sich durch das Verlegen des Polsystems in den Läufer und das Hinzufügen eines mehrsträngigen Wicklungssystems im Ständer

Lage des Läufers wird von mitrotierenden Lagegebern erfasst und gemeldet

Ansteuerung der Ständerstränge für ein 3-Phasen-System wird durch Steuerimpulse abgeleitet und zur Durchschaltung von Transistoren verwendet