Der geberlose Betrieb von elektrischen Maschinen bietet durch den Wegfall des Gebers zahlreiche Potentiale: So können Kosten, Bauvolumen und Wartungsaufwand reduziert werden.
In dieser Dissertation wird eine Beobachterstruktur mit zugehöriger Lage- bzw. Drehzahladaption entworfen, die im gesamten Drehzahlbereich unabhängig von der Statorfrequenz verwendet werden kann. Das Verfahren basiert auf einer hybriden Auswertung, die sowohl die Drehzahlinformation durch die induzierte Spannung als auch die Rotorlageinformation auf Basis einer Anisotropie nutzt. Ein neuartiges Rotordesign für die Induktionsmaschine wird zur Steigerung der Anisotropie untersucht. Dazu wird eine kurzgeschlossene Zusatzwicklung einachsig in den Rotor eingelegt.
Das untersuchte Verfahren in Kombination mit dem vorgeschlagenen Rotordesign ermöglicht die Anwendung der Induktionsmaschine als geberlosen Antrieb im gesamten Drehzahlbereich.
Aktualisiert: 2022-08-05
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Der geberlose Betrieb von elektrischen Maschinen bietet durch den Wegfall des Gebers zahlreiche Potentiale: So können Kosten, Bauvolumen und Wartungsaufwand reduziert werden.
In dieser Dissertation wird eine Beobachterstruktur mit zugehöriger Lage- bzw. Drehzahladaption entworfen, die im gesamten Drehzahlbereich unabhängig von der Statorfrequenz verwendet werden kann. Das Verfahren basiert auf einer hybriden Auswertung, die sowohl die Drehzahlinformation durch die induzierte Spannung als auch die Rotorlageinformation auf Basis einer Anisotropie nutzt. Ein neuartiges Rotordesign für die Induktionsmaschine wird zur Steigerung der Anisotropie untersucht. Dazu wird eine kurzgeschlossene Zusatzwicklung einachsig in den Rotor eingelegt.
Das untersuchte Verfahren in Kombination mit dem vorgeschlagenen Rotordesign ermöglicht die Anwendung der Induktionsmaschine als geberlosen Antrieb im gesamten Drehzahlbereich.
Aktualisiert: 2022-08-05
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Die Kaskadenmaschine („bürstenlose doppeltgespeiste Induktionsmaschine“) ist eine elektrische Maschine mit zwei Statorwicklungssystemen in den gleichen Nuten des Statorblechpakets und einer gemeinsamen Rotorwicklung. Es besteht keine direkte transformatorische Kopplung zwischen den Statorwicklungen, sondern das Funktionsprinzip basiert auf der Kopplung der Statorwicklungen über den Rotor. Für diese Arbeit wurde ein „Nested Loop“ Rotor gewählt, der bei Kaskadenmaschinen weit verbreitet ist. Abgesehen von einer modifizierten Verschaltung der Stäbe an einer Rotorstirnseite ist er identisch zum robusten Käfigläufer der Asynchronmaschine.
Über eine analytische Modellbildung (lineares Luftspaltmodell) wird in dieser Arbeit über einen allgemeinen, geometriebasierten Ansatz mit induktiv gekoppelten Kreisen ein Modell mit unterschiedlichen Detaillierungsstufen hergeleitet. Dies umfasst ein Oberwellen- und ein Grundwellenmodell, mit denen regelungstechnische Aspekte im System mit einem Frequenzumrichter und konkreten Applikationen untersucht werden können. Aus dem Grundwellenmodell wird ein Ersatzschaltbild (ESB) der Maschine abgeleitet. Dieses ESB weist die gleiche Struktur auf, wie das ESB der konventionellen (doppeltgespeisten) Asynchronmaschine. In vorherigen Arbeiten wurde das ähnliche Verhalten dieser beiden Maschinentypen experimentell festgestellt. Dies wurde auf analytischem Weg nachgewiesen und vereinfacht einen
direkten Vergleich.
Ein vorteilhaftes, geregeltes Systemkonzept setzt sich aus einer Kaskadenmaschine und einem Frequenzumrichter zusammen, wobei die Primärwicklung der Maschine direkt mit dem Netz verbunden ist. Wird der Frequenzumrichter zwischen das Netz und die Sekundärwicklung geschaltet, muss er in Abhängigkeit des gewünschten Drehzahlbereiches nur einen Bruchteil der Maschinenleistung führen und kann daher kleiner dimensioniert werden. Unter Nutzung der zuvor entwickelten Modelle wird die Stromregelung der Maschine parametriert und um eine Entkopplung erweitert.
Weiterhin werden eine Methode zur Ausrichtung des Rotorlagegebers sowie zwei Anwendungsfälle im System vorgestellt.
Ein Funktionsmuster der Kaskadenmaschine wurde entworfen und mit einem frei programmierbaren Frequenzumrichtersystem am Prüfstand aufgebaut. Über die in der Arbeit dokumentierten Messungen konnten die vorgestellten Modelle und Verfahren experimentell verifiziert werden.
Aktualisiert: 2021-01-14
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In dieser vollständig überarbeiteten und erweiterten Auflage wurde das Normungsgeschehen der letzten Jahre berücksichtigt. Im Mittelpunkt standen dabei zum einen die Erweiterung der Normung von Wirkungsgradklassen und deren messtechnische Validierung, zum anderen die weitere Verbesserung der Normen zur Messung von Teilentladungen in Isoliersystemen sowie zur Qualifizierung von Isoliersystemen, die Impulsspannungen ausgesetzt sind, wie sie durch Frequenzumrichter verursacht werden. Neu entstanden ist darüber hinaus mit DIN EN 60034-32 (VDE 0530-32) erstmals ein Leitfaden zur Messung von Wicklungskopfschwingungen großer elektrischer Maschinen. Aber auch an grundlegenden Normen wie DIN EN 60034-1 (VDE 0530-1), DIN EN 60034-2-1 (VDE 0530-2-1) oder DIN EN 60034-12 (VDE 0530-12) wurden im Rahmen von Überarbeitungen grundlegende kleinere und größere Erweiterungen vorgenommen.
• Erläuterungen zu den Normen der Reihe DIN EN 60034 (VDE 0530) „Drehende elektrische Maschinen",
• verbunden mit den Zweck, den technisch-physikalischen Hintergrund der in den Normen festgelegten Grenzwerte, der zulässigen Abweichungen und der Prüfmethode aufzuhellen,
• Vermeidung von Missverständnissen bei der Auslegung der Normenreihe
DIN EN 60034 (VDE 0530),
• IEC 60034, internationaler Fokus: Dabei sind auch solche Stellen erwähnt und begründet, bei denen die deutschen Fachleute ihre Ansichten in den internationalen Normungsgremien nicht durchsetzen konnten.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2022-08-06
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-02-03
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Die Induktionsmaschine ist in ihrem Aufbau die einfachste elektrische Maschine. In der Ausführung mit Kurzschlußkäfig besitzt sie nur eine unter Spannung stehende Wicklung und stellt damit eine äußerst betriebssichere Maschine dar. Daher hat der Induktionsmotor einen außerordentlich großen Anwendungsbereich erobert. Zur Zeit beherrscht er das Gebiet der nicht regel baren Antriebe sowie der Antriebe mit geringen ~prüchen an die Regelbarkeit. Im Bestreben, den Anwendungsbereich der Induktionsmaschine zu erweitern, wurden die Eigenschaften der Maschine im Laufe der Zeit sowohl theoretisch als auch praktisch einer gründlichen Untersuchung unterzogen. Während das grund sätzliche Verhalten der Maschine bereits vor etwa 20 Jahren erforscht wurde und seinen Niederschlag in dem bekannten Buch von RICHTER gefunden hat, geht die Entwicklung der letzten Zeit in der Richtung der Verbesserung des Anlaufes, der Drehzahlregelung und der Verminderung der Zusatzverluste. Der Leistungsbereich der Maschine ist nach beiden Richtungen hin erweitert worden, wodurch dem Berechnungsingenieur neue Probleme gestellt wurden. Bei den großen Motoren sind dies: die mechanischen Kräfte und die Erwärmung sowohl im stationären als auch im Übergangszustand. Bei den kleinsten Motoren, die als Einphasenmotoren ausgeführt werden, steht die Beherrschung des Anlaufes im Brennpunkt der Entwicklung. Alle neueren Entwicklungsarbeiten sind zusammen mit den bereits bekannten und klassisch gewordenen Arbeiten im vorliegenden Werk gesammelt. Es gibt damit den heutigen Stand unserer Kenntnis über die Induktionsmaschinen wieder. Auch die langjährigen eigenen praktischen Erfahrungen des Verfassers in der Berechnung der Induktionsmaschinen sind hier berücksichtigt.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Aktualisiert: 2023-04-01
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Aktualisiert: 2023-02-01
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Aktualisiert: 2023-01-28
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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-11
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Mit der Herausgabe der 8. Auflage der Erläuterungen zu den Normen der Klassifikation VDE 0530 über drehende elektrische Maschinen wird die auf das Jahr 1901 zurückgehende Tradition fortgesetzt, bei grundlegenden Überarbeitungen und Erweiterungen der Normen den fachlichen Inhalt zu kommentieren.
Besondere Aufmerksamkeit wurde den Themenschwerpunkten „Energieeffizienz" und „Isoliersysteme" gewidmet. Im Kontext der internationalen Bemühungen um eine Reduzierung des Energieverbrauchs wurden die Normen DIN EN 60034-2-1 (VDE 0530-2-1) „Messung von Wirkungsgraden", DIN EN 60034-30 (VDE 0530-30) „Klassifizierung von Wirkungsgraden" und DIN IEC 60034-31 (VDE 0530-31) „Hinweise für energieeffizienten Einsatz" grundlegend überarbeitet bzw. neu herausgegeben.
Die Erläuterungen verfolgen den Zweck, den technisch-physikalischen Hintergrund der in den Normen festgelegten Grenzwerte, der zulässigen Abweichungen und der Prüfmethode aufzuhellen, um auf diese Weise Missverständnisse in der Auslegung der Norm möglichst zu vermeiden. Dabei sind auch solche Stellen erwähnt und begründet, bei denen die deutschen Fachleute ihre Ansichten in den internationalen Normungsgremien nicht durchsetzen konnten.
Aktualisiert: 2019-12-03
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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Die Induktionsmaschine ist in ihrem Aufbau die einfachste elektrische Maschine. In der Ausführung mit Kurzschlußkäfig besitzt sie nur eine unter Spannung stehende Wicklung und stellt damit eine äußerst betriebssichere Maschine dar. Daher hat der Induktionsmotor einen außerordentlich großen Anwendungsbereich erobert. Zur Zeit beherrscht er das Gebiet der nicht regel baren Antriebe sowie der Antriebe mit geringen ~prüchen an die Regelbarkeit. Im Bestreben, den Anwendungsbereich der Induktionsmaschine zu erweitern, wurden die Eigenschaften der Maschine im Laufe der Zeit sowohl theoretisch als auch praktisch einer gründlichen Untersuchung unterzogen. Während das grund sätzliche Verhalten der Maschine bereits vor etwa 20 Jahren erforscht wurde und seinen Niederschlag in dem bekannten Buch von RICHTER gefunden hat, geht die Entwicklung der letzten Zeit in der Richtung der Verbesserung des Anlaufes, der Drehzahlregelung und der Verminderung der Zusatzverluste. Der Leistungsbereich der Maschine ist nach beiden Richtungen hin erweitert worden, wodurch dem Berechnungsingenieur neue Probleme gestellt wurden. Bei den großen Motoren sind dies: die mechanischen Kräfte und die Erwärmung sowohl im stationären als auch im Übergangszustand. Bei den kleinsten Motoren, die als Einphasenmotoren ausgeführt werden, steht die Beherrschung des Anlaufes im Brennpunkt der Entwicklung. Alle neueren Entwicklungsarbeiten sind zusammen mit den bereits bekannten und klassisch gewordenen Arbeiten im vorliegenden Werk gesammelt. Es gibt damit den heutigen Stand unserer Kenntnis über die Induktionsmaschinen wieder. Auch die langjährigen eigenen praktischen Erfahrungen des Verfassers in der Berechnung der Induktionsmaschinen sind hier berücksichtigt.
Aktualisiert: 2023-04-11
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Aktualisiert: 2023-04-04
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