Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik at Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

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Erläutern Sie detailliert die Entstehung von Wirbelstromverlusten. Wieso bewirkt die Unterteilung des Eisens in Bleche eine Reduktion der Wirbelstromverluste?

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Erläutern Sie die Entstehung von Hystereseverlusten. Wieso können diese durch weichmagnetische Werkstoffe reduziert werden?

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Wieso kann ein fremderregter Motor nicht sinnvoll als Reihenschlussmotor betrieben werden?

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Können Gleichstrommotoren ohne Eisen gebaut werden? Begründung?

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Welchen wesentlichen Vorteil weisen permanenterregte GM gegenüber der fremderregten GM auf?

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Die Drehzahl eines Asynchronmotors wird mittels des U/F-Verfahrens gestellt. Im Stellbereich ist U/F konstant. Wie verändern sich dabei das Kippmoment und die Leerlaufdrehzahl des Motors

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Wieso bewirkt die Unterteilung des Eisens in Bleche keine Reduktion der Hystereseverluste?

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Was bewirken unterschiedliche Stabformen des Läuferkäfigs bei Asynchronmaschinen? Wie ist dies erklärbar?

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Erläutern Sie den Begriff Blindleistung am Beispiel der DASM

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Was beschreibt die Angabe cos φ auf dem Typenschild einer Asynchronmaschine? Warum ist diese praktisch wichtig?

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Wie könnte der Wirkungsgrad einer DASM vergrößert werden?

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Die Drehzahl des Asynchronmotors soll über die Frequenz der Klemmenspannung mittels eines Umrichters verkleinert werden. Wie verändern sich dabei das Drehmoment und die Leerlaufdrehzahl des Motors?

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Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Erläutern Sie detailliert die Entstehung von Wirbelstromverlusten. Wieso bewirkt die Unterteilung des Eisens in Bleche eine Reduktion der Wirbelstromverluste?

Das Wechselfeld in dem vom Fluss durchsetzten Eisen nach dem Induktionsgesetz Spannungen, die innerhalb jedes Bleches einen geschlossenen Stromkreis vorfinden. Da das Eisen gut leitet, entstehen über den Querschnitt verteilte Ströme. Stormwärme = Wirbelstromverluste. Durch die Blechung des Eisenquerschnitts werden die senkrecht zur Feldrichtung entstehenden Strombahnen auf den schmalen Bereich des Blechquerschnittes beschränkt.

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Erläutern Sie die Entstehung von Hystereseverlusten. Wieso können diese durch weichmagnetische Werkstoffe reduziert werden?

Die Hystereseverluste entstehen durch die Ummagnetisierung des Eisens. Die Fläche der Hysteresekurve ist ein Maß für die Verluste. Ein Weichmagnetischer Werkstoff „staucht“ die Hysteresekurve, wodurch die Verluste kleiner werden.

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Wieso kann ein fremderregter Motor nicht sinnvoll als Reihenschlussmotor betrieben werden?

Fremderregter Motor kann ohne Last betrieben werden. Anders als ein Reihenschlussmotor, dieser muss fest mit der Last verbunden sein. Wird also am Reihenschlussmotor keine Last angelegt, so steigt die Drehzahl derart an, dass es zur Selbstzerstörung kommt.

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Können Gleichstrommotoren ohne Eisen gebaut werden? Begründung?

Bauweise ist möglich, da das Eisen das Magnetfeld lediglich führt und verstärkt. Pro: Keine Wirbelstromverluste und Hystereseverluste. Contra: Hohe ohmsche Verluste, da mehr Wicklungen für gleiches Magnetfeld benötigt werden.

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Welchen wesentlichen Vorteil weisen permanenterregte GM gegenüber der fremderregten GM auf?

Kleinere Bauweise und weniger Anschlussaufwand, da auf Erregerwicklung bzw. Ankerwicklung verzichtet werden kann.

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Die Drehzahl eines Asynchronmotors wird mittels des U/F-Verfahrens gestellt. Im Stellbereich ist U/F konstant. Wie verändern sich dabei das Kippmoment und die Leerlaufdrehzahl des Motors

Das Kippmoment bleibt konstant, da die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie nur parallel verschoben wird. Die Leerlaufdrehzahl wird konstant um Δn=konst. Von der Nenndrehzahl verschoben.

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Wieso bewirkt die Unterteilung des Eisens in Bleche keine Reduktion der Hystereseverluste?

Die magnetischen Eigenschaften ändern sich nicht, da die Materialeigenschaften gleichbleiben.

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Was bewirken unterschiedliche Stabformen des Läuferkäfigs bei Asynchronmaschinen? Wie ist dies erklärbar?

Unterschiedliche Stabformen wirken sich auf Anlaufmoment und Kippmoment aus, wohingegen die Leerlaufdrehzahl gleich bleibt. Erklärbar ist dieses Verhalten durch den Skineffekt, der bei unterschiedlichen Drehzahlen zu einem veränderten Rotorwiderstand führt

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Erläutern Sie den Begriff Blindleistung am Beispiel der DASM

Die Statorspulen erzeugen ein Magnetfeld. Dieses Wechselfeld enthält magnetische Energie, die entsprechend den Stromverlauf, auf und abgebaut wird. Der Netzfrequenz folgend wird das Feld 100 mal (50 Hz haben 100 Maxima und 100 Minima) auf und abgebaut. Die Energie wird aus dem Netz bezogen und beim Feldabbau wieder ins Netz zurückgespeist. Die Bilanz nach einer Netzschwingung ist Null. Daher der Name Blindleistung

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Was beschreibt die Angabe cos φ auf dem Typenschild einer Asynchronmaschine? Warum ist diese praktisch wichtig?

Asynchronmaschinen nehmen Blindleistung und Wirkleistung auf. Blindleistung wird zum Aufbau des Magnetfeldes benötigt und die Wirkleistung dient der Verrichtung von Arbeit. Die Gesamtleistung die die Maschine aufnimmt ist die Scheinleistung S, S=U*I. Mit Hilfe von cos φ kann man berechnen, wie hoch die Blind- und Wirkleistungen sind. P=cos φ * S ; Q=sin φ * S

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Wie könnte der Wirkungsgrad einer DASM vergrößert werden?

Verkleinerung der ohmschen Verluste durch bessere Leitermaterialien Verkleinerung der Wirbelstromverluste durch Blechung, dünnere Bleche Verkleinerung der Hystereseverluste durch bessere weichmagnetische Werkstoffe

Elektrische Maschinen Automatisierungstechnik

Die Drehzahl des Asynchronmotors soll über die Frequenz der Klemmenspannung mittels eines Umrichters verkleinert werden. Wie verändern sich dabei das Drehmoment und die Leerlaufdrehzahl des Motors?

Bei der Frequenzsteuerung ist M~1/f2 und n0~f; M steigt also und n0 sinkt.

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