13. Elektrische Maschinen Aufbau elektrischer Maschinen
Werbung
13 13. Elektrische Maschinen emg GET 13 Aufbau elektrischer Maschinen Grundsätzlich bestehen elektrische Maschinen aus einem feststehenden Teil (Stator, Ständer) und einem dazu beweglichen Teil (Rotor, Läufer). Man unterscheidet Gleichstrommaschinen Unipolarmotor und Gleichstrommotor und Wechselstrommaschinen (Drehstrom) Synchronmotor und Asynchronmotor emg GET und weitere (Linearmotor, Schrittmotor, ...) 1 13 Unterschiede Um den Rotor zu drehen, muss die ihn antreibende Kraft an seinen magnetischen Polen angreifen. emg GET Pole Unipolar Gleichstrom Synchron Asynchron zeitlich fest variabel variabel: (Kommutator) Rotor synchron variabel: Rotor asynchron räumlich fest fest variabel variabel RotorKontakt ja ja ja nein Haushalt, Werkzeug hohe Leistung hohe Leistung, Plattenspieler Werkzeug Verwendung (Wechselstrom) 13 Die Unipolarmaschine Der Rotor besteht aus vielen zur Achse parallelen Drähten, die alle in der gleichen Richtung von Strom durchflossen werden. Die Statorspulen erzeugen ein Feld, das radial senkrecht zum Strom zeigt und so eine tangentiale Kraft auf den Rotor ausübt. B F B I emg GET 2 13 Die Gleichstrommaschine Der Rotor besteht aus vielen zur Achse parallelen Drähten, die je nach Kommutatorpolung in verschiedener Richtung von Strom durchflossen werden. Die Statorspulen erzeugen ein Feld, das radial senkrecht zum Rotorstrom zeigt und so eine tangentiale Kraft auf den Rotor ausübt. B F B I emg GET 13 Strom- und Feldrichtung umgekehrt Generator von Siemens & Halske, der 1883 auf der Wiener Ausstellung zu sehen war. 30 cm emg GET „Das Magnetrad t mit den Elektromagneten ee ist auf der Welle der Maschine befestigt. Die feststehenden Induktionsspulen ss sind auf Holkerne gewickelt und an der einen Mantelfläche des Holzcylinders befestigt. Die Spulen sind ferner in einen eisernen Mantel eingehüllt, der durch die Drähte dd gebildet wird.“ Aus: Kittler, E.: Handbuch der Elektrotechnik, 1890 3 13 Die Synchronmaschine Der Rotor besteht aus vielen zur Achse parallelen Drähten, die je nach Phasenlage in verschiedener Richtung von Strom durchflossen werden. Die drei Paare von Statorspulen erzeugen ein Wechselfeld, das radial senkrecht zum Rotorstrom zeigt und so eine tangentiale Kraft auf den Rotor ausübt. F I BR BS emg GET 13 emg GET Montage eines Generators im größten Wasserkraftwerk der Welt: Itaipu, Brasilien, 12600 MW. 4 13 Schnittzeichnung von Turbine und Generator im Wasserkraftwerk von Itaipu, Brasilien. Mensch 18 Turbinen zu 715 MW erzeugen 230 TWh/Jahr, das entspricht 26% des Gesamtbedarfes von Brasilien und 78% von Paraguay. emg GET 13 Die Drehstrom-Asynchronmaschine Der Rotor besteht aus vielen zur Achse parallelen Drähten, in denen durch das Statorfeld ein Strom induziert wird. Der Rotor rotiert langsamer (Schlupf) als das Statorfeld. Die drei Paare von Statorspulen erzeugen ein Wechselfeld, das radial senkrecht zum induzierten Strom zeigt und so eine tangentiale Kraft auf den Rotor ausübt. F I BR BS emg GET 5 13 Wasserkraftwerk und Hochspannungsschaltanlage emg GET 13 emg GET Das Induktionsgesetz ist die theoretische Grundlage für die Bereitstellung elektrischer Energie. Service an einer Windkraftanlage 6 13 emg GET Polyphasiger Asynchronmotor in einem Floppy-Disk-Laufwerk 13 Transrapid: Einblick in den Linearmotor emg GET 7 13 emg GET Mikrotechnik Der Mikromotor dieser Radfahrer-Miniatur ist nur 5 mm lang bei einem Durchmesser von 1,9 mm Quelle: VDI-Nachrichten vom 6.Okt. 2000 13 Der kleinste Hubschrauber der Welt Quelle: Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH (IMM) emg GET 8 13 Zusammenfassung Unipolarmotor Gleichstrommotor Synchronmotor Asynchronmotor emg GET Ende der Vorlesung „Grundlagen der Elektrotechnik II“ 9
