• Drehstromasynchronmaschine
  • Alois Mollich
  • 18.03.2023
  • Energie- und Automatisierungstechnik
  • 12
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Drehstrom-​Asynchronmaschine

Ein­satz­ge­biet und Leis­tungs­be­reich

Die Asyn­chron­ma­schi­ne kann, wie jede ro­tie­ren­de Ma­schi­ne, so­wohl als Motor als auch als Ge­ne­ra­tor ein­ge­setzt wer­den.

Ihr Ein­satz­ge­biet liegt aber haupt­säch­lich auf dem Mo­tor­sek­tor. Als Ge­ne­ra­tor wird sie nur für Not­strom­ag­gre­ga­te und für Wind­kraft­wer­ke ein­ge­setzt. Der Asyn­chron­mo­tor weist bei un­ge­re­gel­ten An­trie­ben ge­gen­über den Gleich­strom­mo­to­ren ei­ni­ge ent­schei­den­de Vor­tei­le auf.



Er ist ein­fa­cher und ro­bus­ter im me­cha­ni­schen Auf­bau, da­durch bil­li­ger in der Her­stel­lung und war­tungs­frei­er im Be­trieb.



Von Nach­teil ist, dass nur ge­wis­se Be­triebs­zah­len (n = Funk­ti­on von Fre­quenz und Pol­paar­zahl) er­reicht wer­den kön­nen und die mit gro­ßem Auf­wand ver­bun­de­ne Dreh­zahl­steu­e­rung.



Der Leis­tungs­be­reich geht von ca. 50W auf­wärts und die aus­führ­ba­re Grenz­leis­tung liegt bei ca. 30MW (Hoch­span­nungs­mo­to­ren)

Aufbau-​ Stän­der/Sta­tor

Er be­steht aus Ge­häu­se mit Klemm­kas­ten und Leis­tungs­schild bzw. La­ger­schil­den, im In­ne­ren be­fin­det sich das Stän­der­blech­pa­ket mit Nuten und in die­sen ist die Dreh­strom­wick­lung um 120°räum­lich, elek­trisch ver­setzt an­ge­ord­net und wer­den zum Klemm­brett ge­führt. Dort wer­den die drei Wick­lun­gen in Stern oder Drei­eck zu­sam­men ge­schal­tet.

Auf­bau – Läu­fer/Rotor

Er be­steht aus Welle mit auf­ge­press­ten Läu­fer­blech­pa­ket und in den Nuten be­fin­den sich un­iso­lier­te Stäbe, die an den Stirn­sei­ten mit, Kurz­schluss­rin­gen kurz­ge­schlos­sen sind. Die­ser Läu­fer wird Kurzschluss-​ oder Kä­fig­läu­fer ge­nannt.



Der Schleif­ring­läu­fer be­steht aus Wel­len mit auf­ge­press­tem Läu­fer­blech­pa­ket und in den Nuten be­fin­det sich in den meis­ten Fäl­len eine her­kömm­li­che Dreh­strom­wick­lung, die in Stern ge­schal­tet ist, wobei die An­fän­ge die­ser Wick­lun­gen zu drei Schleif­rin­gen ge­führt sind, wo Bürs­ten sit­zen, die in Ver­bin­dung mit dem Klemm­brett sind. Dort wird ein Ro­tor­an­las­ser an­ge­schlos­sen.

Ent­ste­hung des Dreh­fel­des

Lü­cken­text

Ein so­ge­nann­tes Dreh­feld ent­steht durch Spei­sung der Dreh­strom­wick­lun­gen mit 3 gleich gro­ßen, um d.h. Spei­sung mit .



Diese Strö­me sind eben­falls um 120° pha­sen­ver­scho­ben und es bil­den sich da­durch aus, die eben­falls räum­lich und zeit­lich um sind.

Raum­dia­gramm für 2 po­li­ge Ma­schi­nen

Wie er­gibt sich die Dreh­zahl?

n1 = syn­chro­ne Dreh­zahl des Fel­des

f = Fre­quenz

p = Pol­paar­zahl

Dar­aus ist er­sicht­lich, dass für Netz­fre­quenz, bei Wahl der Pol­zahl, die Dreh­zahl des Mo­tors be­reits fest­ge­legt ist.

Prin­zi­pi­el­le Wir­kungs­wei­se Ent­ste­hung des Dreh­mo­men­tes

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Lü­cken­text

Sie be­ruht auf der Das durch die Sta­tor­wick­lung ent­ste­hen­de Dreh­feld durch­setzt den Rotor mit der Ro­tor­wick­lung und er­zeugt in die­sen Span­nun­gen, die Strö­me zur Folge haben. Diese Strö­me er­ge­ben zu­sam­men mit dem Dreh­feld je Läu­fer­stab eine und es bil­det sich bei dreh­bar ge­la­ger­tem Läu­fer ein Dreh­mo­ment aus



Kraft­wir­kung =

Prin­zi­pi­el­le Wir­kungs­wei­se Ent­ste­hung des Dreh­mo­men­tes

Im Mo­tor­be­trieb kann die Läu­fer­dreh­zahl n die syn­chro­ne Dreh­zahl n1 nie er­rei­chen, weil sonst die In­duk­ti­ons­wir­kung, Kraft­wir­kung und Dreh­mo­ment Bil­dung im Läu­fer auf­hört.



Die Ma­schi­ne läuft als Motor immer un­ter­syn­chron d.h. asyn­chron zum Di­rekt­feld -

Asyn­chron­ma­schi­ne

Dreh­zahl­for­meln, Schlupf, Läu­fer­fre­quenz­dreh­zahl­for­meln

Lehr­vi­deo

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