Stromrichter und Maschinen

Zusammenfassung

Eine Gleichstrommaschine besteht aus einem Erregersystem (dauermagnetisch oder elektrisch), welches im Allgemeinen im Ständer untergebracht ist, und einem Rotor, welcher die Funktion des Ankers übernimmt. Der Strom im Anker (I_A) bildet zusammen mit dem Erregerfeld (Φ) eine Lorentzkraft (Φ×I_A). Über den Radius des Rotors wird ein Drehmoment ausgebildet. Dreht sich der Rotor, so wird der Drehmoment bildende Leiter seitlich aus dem Magnetfeld heraus bewegt, und die Kraft ändert sich mit dem Drehwinkel des Rotors. Damit das Drehmoment möglichst unabhängig von der Winkelstellung der stromdurchflossenen Leiter im Anker bleibt, wird der jeweils stromführende Leiter durch einen mechanischen Kontakt, den Kommutator, immer wieder in das Magnetfeld zurückgeschaltet. So kann der Rotor sich drehen und ein stromführender Leiter bleibt im Erregerfeld. In der Ankerwicklung fließt deshalb ein nahezu rechteckförmiger Wechselstrom, so dass der Rotor zur Reduzierung der Wirbelstromverluste immer geblecht ausgeführt wird. Der Zusammenhang zwischen Erregerfeld Φ, Ankerstrom I_A und den geometrischen Daten der sättigungsfrei angenommenen Maschine wird in einer Drehmomentkonstanten c_M in Gl. (16-1) zusammengefasst. Die Schaltbilder für beide Ausführungen mit elektrischer und dauermagnetischer Erregung zeigt Abb. 16-1.