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By Professor Dr.-Ing. Jürgen Meins (auth.)

Das Fachgebiet Elektromechanik umfaßt die Umformung elektrischer und mechanischer Energie. Beispiele hierfür sind rotierende elektrische Maschinen, Linearantriebe, magnetische Lager und Stelleinrichtungen mit begrenztem Bewegungshub. Aufbauend auf den grundlegenden Zusammenhängen der Kraftbildung in einem magnetischen Kreis werden Anwendungen von Magneten einschließlich aktiver magnetischer Lager behandelt. Aufbau, Wirkungsweise und stationäres Betriebsverhalten klassischer rotierender Gleichstrom- und Drehfeldmaschinen werden ebenso dargestellt wie moderne Entwicklungen auf dem Gebiet der Linearantriebe. Da das Betriebsverhalten elektromechanischer Wandler in entscheidender Weise von den speisenden Stellgliedern und den eingesetzten Regelkreisen beeinflußbar ist, werden Wirkungsweise und Anwendung von Schaltungsanordnungen der Leistungselektronik erläutert. Der Darstellung der wesentlichen Eigenschaften von Antrieben wird ein gesonderter Abschnitt gewidmet. Die Erläuterung von Simulationsverfahren zur Beschreibung des stationären und dynamischen Verhaltens elektromechanischer Systeme runden das Buch ab. Das Buch wendet sich in erster Linie an Nichtelektrotechniker, um ihnen die wesentlichen Zusammenhänge der elektromechanischen Energieumformung zu vermitteln.

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1 dargestellten Zusammenhange ergibt das Zusammenwirken von Erregerfeld und Ankerstrom die auf die Ankerleiter einwirkenden Krafte. Die Summe aller Krafte fiihrt zu dem mechanischen Drehmoment: Mmech = Fa. d; Induzierte Spannung: Die induzierte Spannung ergibt sich aus der Summe der in den 2· wa Ankerleitern der Lange [ induzierten Teilspannungen Bf . [. va. 3 Kommutierung Der Kommutator wirkt als mechanischer Stromrichter. Wahrend in der Ankerwicklung ein periodischer Wechselstrom flieBt, wird der Maschine von auBen ein Gleichstrom zugeftihrt.

40 Transformatoren --- 11 R1 ~ Jl 1 jX 1cr j X' 2cr IFe. 4: Auf Primarseite umgerechnetes Ersatzschaltbild des Einphasentransformators Die Reaktanz X Ih beriicksichtigt hierbei den fUr den HauptfluB h erforderlichen Magnetisierungsstrom III Der fiktive Widerstand RFe fiihrt zu dem Wirkstrom I Fe. Die hierrnit dargestellten Verluste erfassen die tatsachlich auftretenden Eisenverluste. P Fe U21h = PWirbel + PHysterese = R Fe 1m allgemeinen sind der Magnetisierungsstrom III und der Wirkstrom I Fe jedoch vemachlassigbar gering.

1). 1: Maschinenmodell Dieses Modell zeigt eine Leiterschleife mit variabler umschlossener Flache A(t), welche einen Bereich zeitlich konstanter magnetischer FluBdichte umschlieBt. Bewegt sich der eingezeichnete Leiter der Lange 1 mit konstanter Geschwindigkeit v nach rechts, so erfolgt eine lineare Zunahme der Flache A( t). Infolge der auBeren Gleichspannung U ergibt sich ein StromfluB I, welcher durch den gesamten Leiterwiderstand Ra begrenzt ist. 5 dargestellten Zusammenhange wirkt auf J. Meins, Elektromechanik © B.

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