Best Of Elektornik
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Allgemein

DrehfeldmaschinenDrehfeldmaschinen besitzen im Stator mehrere gleichmäßig verteilte Wicklungsstränge, die mit entsprechend phasenverschobenen Strömen gespeist werden. Zur Speisung verwendet man Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) dieser besteht aus 3 um jeweils 120° verschobene Wechselspannungen daher besitzt eine Drehfeldmaschine im einfachsten Fall 3 Wicklungspaare. Durch überlagerung der 3 Einzelfelder

Das heißt ΦGes ist ein kreisförmig umlaufendes Magnetfeld mit dem 1,5 fachen Scheitelwert eines Wicklungsstranges und der Umlauffrequenz ω. Die Umlauffrequenz ist also gleich der Wechselstromfrequenz. Die Drehzahl beträgt bei 50Hz 3000 Umdrehungen. Diese kann reduziert werden, indem pro Wicklungsstrang mehrere Polpaare gebaut werden. Daraus ergibt sich die Synchrondrehzahl

nS = 60/p · f

f ........ Netzfrequenz

p ....... Polzahl

nS ...... Synchrondrehzahl

Synchronmaschine

Synchronmaschinen sind Drehfeldmaschinen ohne Stromwender. In ihrem Anker wird ein Gleichfeld erzeugt, dass sich mit dem Drehfeld der Statorwicklung überlagert. Diese Maschine kann wieder als Generator oder Motor betrieben werden. Bei Synchronmaschinen ist Drehfelddrehzahl und Läuferdrehzahl stets gleich.

Asynchronmaschine

Bei der Asynchronmaschine wird das Läuferfeld nicht wie bei der Synchronmaschine durch eine externe Stromquelle, sondern durch Selbstinduktion erzeugt. Dazu wird die Läuferwicklung kurzgeschlossen. Das umlaufende Drehfeld induziert im Läufer eine Spannung, die in Folge des Kurzschlusses einen Strom hervorruft. Dadurch erfährt die Läuferwicklung eine Kraftwirkung und der Läufer beginnt sich zu drehen. Die induzierte Spannung ist umso höher, je höher die Frequenz des zu erregenden Feldes ist. Bei Stillstand des Läufers ist sie am höchsten. Dreht sich der Läufer mit Synchrondrehzahl, so wird keine Spannung induziert und das Drehmoment sinkt auf null. Daher dreht sich die Asynchronmaschine stets langsamer um das nötige Drehmoment liefern zu können. Diese Abweichung bezeichnet man als Schlupf.

s = (nS - n) / nS

nS ...... Synchrondrehzahl
n ........ Läuferdrehzahl

Daher auch der Name Asynchronmaschine. Je stärker die Maschine belastet wird desto größer ist der Schlupf. Er liegt meistens zwischen 4-10%.

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