Elektromechanik

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.

Inhaltsverzeichnis:

1 Grundlagen.- 1.1 Pfeilsysteme.- 1.2 Zeigerdarstellung.- 1.3 Komplexe Impedanz.- 1.4 Leistungen.- 2 Magnetischer Kreis.- 2.1 Magnetkreisberechnung.- 2.2 Sättigung.- 2.3 Permanentmagnete.- 2.4 Kräfte im magnetischen Kreis.- 2.5 Kräfte auf elektrische Leiter.- 2.6 Induktionsgesetz.- 3 Zugmagnete.- 3.1 Gleichstrommagnete.- 3.2 Wechselstrommagnete.- 3.3 Anwendungsbeispiele.- 4 Transformatoren.- 4.1 Ausführungsformen.- 4.2 Ersatzschaltbild.- 4.3 Betriebsverhalten.- 5 Gleichstrommaschinen.- 5.1 Grundlagen.- 5.2 Fremderregte Gleichstrommaschine.- 5.3 Gleichstromnebenschlußmaschine.- 5.4 Gleichstromreihenschlußmaschine.- 5.5 Universalmotor.- 5.6 Sonderbauformen.- 6 Drehfeld, Strombelagswelle.- 7 Synchronmaschine.- 7.1 Aufbau.- 7.2 Betriebsverhalten.- 7.3 Stromortskurve.- 7.4 Drehmoment.- 7.5 Synchrongenerator im Einzelbetrieb.- 8 Asynchronmaschine.- 8.1 Aufbau.- 8.2 Wirkungsweise.- 8.3 Ersatzschaltbild.- 8.4 Stromortskurve.- 8.5 Leistungen und Drehmoment.- 8.6 Drehzahlstellung.- 8.7 Sond erbauformen.- 9 Sonderbauformen rotierender elektrischer Maschinen.- 9.1 Scheibenläufermotor.- 9.2 Transversalflußmaschine (permanentmagneterregt, TFM).- 9.3 Transversalflußmaschine (elektrisch erregt, TFE).- 10 Linearmotoren.- 10.1 Asynchron-Linearmotor.- 10.2 Synchron-Linearmotor.- 11 Magnetlager.- 11.1 Magnetkraft.- 11.2 Stabilisierung des Luftspaltes.- 11.3 Ausführungsformen und Anwendungsbeispiele.- 12 Leistungsschildangaben.- 13 Motorschutz.- 14 Stromrichtergesteuerte Maschinen.- 14.1 Elektronische Schalter.- 14.2 Stromrichtergrundschaltungen.- 15 Elektrische Antriebe.- 15.1 Aufbau eines Antriebes.- 15.2 Antriebsmoment, Motorkennlinien.- 15.3 Widerstandsmoment, Lastkennlinien.- 15.4 Stationärer Betrieb.- 15.5 Anlauf.- 15.6 Nennbetriebsarten.- Lösungen zu den Übungsaufgaben.