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Antriebspraxis - Energieeffiziente Antriebssysteme mit fester oder variabler Drehzahl
Vorwort und Inhaltsverzeichnis
5
Inhaltsverzeichnis
7
1 Einleitung
13
1.1 Stand der elektrischen Antriebstechnik
13
1.2 Besondere Eigenschaften
16
1.3 Qual der Auswahl
16
1.4 Komponenten
17
1.5 Direkt und ohne Mechanik –«Mechatronik»
18
1.6 Dezentral installiert
18
1.7 Gleichstrom- oder Drehstromlösung?
19
1.8 Kfz-(Hilfs-)Antriebe
20
1.9 Lebensdauerkosten
21
2 Das moderne Antriebspaket
23
2.1 Bestimmungsgrößen bei der Auswahl
23
2.2 Mikrorechner sorgenfür Wirtschaftlichkeit
24
2.3 Vorteile der veränderbaren Drehzahl
24
2.4 Antriebsbeispiele
25
2.5 Drehzahlveränderbare Antriebe im Vergleich
26
3 Allgemeine Grundlagen der Antriebstechnik
29
3.1 Grundsystem des Antriebs
29
3.2 Physikalische Gesetze
30
3.3 Antriebsmomente elektrischer Maschinen
33
3.4 Grundtypen der Lastkennlinien (Arbeitsmaschinen)
35
3.5 Stabiler Betriebspunkt (Arbeitspunkt des Antriebs)
35
3.6 Erwärmung
37
3.7 Kühlung
40
3.8 Zeitkonstanten
42
3.9 Betriebsarten
43
3.10 Äquivalente Belastung (mittlere Belastung)
48
3.11 Mechanische Übergangsvorgänge
49
3.12 Energieumsatz
52
3.13 Wachstumsgesetze
56
4 Controller-Komponenten
57
4.1 Versorgung am Netz oder über Stromrichter
57
4.2 Ventile: elektronische Leistungsschalter
58
4.3 Grundlagen der Halbleitertechnik
60
4.4 Schutz von Halbleiterschaltern
68
4.5 Signalelektronik
71
4.6 Ausfallraten
76
5 Elektrische Maschinen und Aktoren
83
5.1 Allgemeine Grundlagen
83
5.2 Erzeugung einer kontinuierlichen Drehbewegung
84
5.3 Bauformen
87
5.4 Schutzarten
87
5.5 Leistungsschild
87
5.6 Lager und Schmierung
91
5.7 Permanentmagnete inelektrischen Maschinen
91
5.8 Maschinenschutz
95
5.9 Lüfter
95
5.10 Magnetlager
95
5.11 Wicklungen elektrischer Maschinen
95
5.12 Polwicklung – verteilte Wicklung
105
6 Antriebspraxis mit Stromwendermaschinen
107
6.1 Stromwendermaschinen
107
6.2 Drive Controller – Stromquellen für Maschinen mit Stromwendern
117
6.3 Universalmotor (AC und DC) –Reihenschlussmotor
174
6.4 Kleinmaschinen
182
7 Antriebspraxis mit Drehfeldmaschinen
183
7.1 Übersicht
183
7.2 Drehfeldmaschinen
188
7.3 Umrichter mit U- und I-Zwischenkreis
237
7.4 Sonderfragen bei Umrichterantrieben
298
7.5 Besonderer Betrieb von Umrichterantrieben
323
7.6 Umrichter und elektronisch kommutierte Maschine
330
7.7 Umrichter und «geschaltete Reluktanzmaschine» (gRM)
341
7.8 Controller und Linearantriebe
343
7.9 Drehstromsteller und Drehstrom-Asynchronmaschine
351
7.10 Drehzahlstarter (Eaton)
359
7.11 Stromrichterantriebe mit Schleifringläufern
361
7.12 Schrittmotoren und Controller
364
7.13 Besondere AC-Antriebe
374
7.14 Stromrichter-AC-Direktantriebe
376
7.15 Antriebe im Vergleich
380
7.16 Motion Control und Mechatronik
390
8 Digitalisierung und Antriebsvernetzung ,Industrie 4.0, dezentrale Module und Sicherheitsfunktionen
401
8.1 Digitalisierung und Industrie 4.0
401
8.2 Dezentrale Installation
409
8.3 Sicherheitsfunktionenelektrischer Antriebe
409
8.4 Antriebsintegrierte Sicherheit [8.9]
412
9 Auswahl und Bemessungfestdrehzahl- und drehzahlvariabler Antriebe
415
9.1 Allgemeine Hinweise
415
9.2 Netzdrosseln, Netztransformatoren und Filter
418
9.3 Checklisten zur Festlegung der Antriebsdaten
419
9.4 Maschinendaten
422
9.5 Fallbeispiele
422
9.6 Klemmkennzeichnung
441
9.7 Normen und Vorschriften
441
9.8 Auslegungsprogramme
441
10 Messungen an Antrieben
445
10.1 Messungen allgemein
445
10.2 Elektrische Messungen am Antrieb
448
10.3 Mechanische Messungen am Antrieb
454
10.4 Simulation
461
11 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
465
11.1 Gesetz zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV)
465
11.2 Störungen
465
11.3 Ursache und Ausbreitung der Störungen bei Frequenzumrichtern
466
11.4 Störfestigkeit und Entstörung
467
11.5 Neubeschaffung
470
11.6 Messungen
470
11.7 Anschlusshinweise
471
Anhang
475
Formelzeichen (Auswahl)
479
Abkürzungen und Begriffe (Auswahl), Stichwortverzeichnis
481
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