Environmental Engineering Reference
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Der Ständer ist mit einer Drehstromwicklung ausgestattet, wie sie auch in der Asynchronma-
schine verwendet wird. Diese wird mit einem cosinusförmigen, symmetrischen Drehspan-
nungssystem gespeist. Die Wicklungssysteme der drei Phasen sind 120 ± gegeneinander ver-
setzt. Es wird vom Strom in der Ständerwicklung ein sinusförmig sich ausbildendes magneti-
sches Drehfeld erzeugt, das proportional zur Speisefrequenz umläuft. Je Periode der Ständer-
frequenz läuft das Feld um ein Polpaar weiter.
= f 1
p
n 1,syn
(8.53)
Ein konstantes Moment wird erzeugt, wenn das Feld von Rotor und von Ständer gleich schnell
umlaufen. Der Schlupf ist dann gleich null.
$ s = ! 2
! 1
n = n 1,syn
= 0
! M 6 = 0
(8.54)
Dies ist in Bild 8.26 dargestellt. Für die Maschine amNetz mit fester Frequenz gibt es nur einen
Drehzahlbetriebspunkt.
Bild 8.26 Rotorfrequenz-Drehzahl-Verhalten der Synchron-
maschine am Netz fester Frequenz f 1 ( f 2 = 0)
Eine weitere Voraussetzung für die Erzeugung eines Moments ist, dass die Feldrichtungen von
Rotor und Stator einen Winkelversatz zueinander haben. Dies ist vergleichbar mit zwei auf ei-
ner Achse drehbar gelagerten Stabmagneten, die bei Verdrehung gegeneinander Kräfte aufein-
ander ausüben. Die Maschine am Netz erzeugt also ein Moment nur bei fester Drehzahl, der
Synchrondrehzahl, und bei Phasenversatz der Felder bzw. des Rotors relativ zum Ständerfeld.
8.5.2 Spannungsgleichungen und Ersatzschaltbild
Der Ständer mit seiner Drehstromwicklung stellt elektrisch von der Einspeiseseite her gesehen
die gleichen Verhältnisse dar wie die Primärseite des Transformators. Die Spannungsgleichung
kann von dort übernommen werden. Die Rotorgleichung ist eine Gleichung für einen Gleich-
stromkreis, die nur zur Bestimmung des Stroms imRotor dient, des Gleichstroms I f . Sie ist hier
angegeben, wird imWeiteren aber nicht mehr aufgeführt.
U 1
°
¢
0
f
(8.55a)
U 2 = R 2 · I f (8.55b)
Wesentliche Bestimmungsgleichung ist also die Ständerspannungsgleichung . Der Strom I 0
= R 1 · I 1
+ j · X 1 æ
· I 1
+ j · X 1h
I 1
+ I
f der
Ständerspannungsgleichung ist der auf die Ständerseite und die Ständerwicklung umgerech-
nete Rotorstrom I f . Er hat die gleichen Wirkungen wie der Gleichstrom im Rotor. Seine Lage
ergibt sich durch die Lage des Rotors zumDrehfeld des Ständers.
 
 
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