Die Einphasenasynchronmotoren: Aufbau, Theorie und Berechnung

1. Allgemeine Grundlagen.- 1.1 Zählpfeile und physikalische Grundgesetze.- 1.2 Wechselströme, Wechselspannungen und ihre Darstellung in Zeigerform.- 1.3 Räumliche Wellen und ihre Darstellung.- 1.4 Symmetrische Komponenten.- 1.5 Umformung von Ersatzschaltbildern.- 1.6 Umrechnung von Wicklungen.- 2. Aufbau kleiner Asynchronmotoren.- 2.1 Bauteile und Baustoffe.- 2.2 Kondensatoren.- 2.3 Thermischer Schutz von Wicklungen.- 2.4 Ständerwicklungen von Einphasenasynchronmotoren.- 2.4.1 Auslegung und Darstellung der Wicklungen.- 2.4.2 Drehstromwicklungen.- 2.4.3 Zweiphasen Wicklungen.- 2.4.4 Einphasenwicklungen mit Hilfsstrang.- 2.4.5 Einphasenwicklungen für zwei Spannungen.- 2.4.6 Polumschaltbare Wicklungen.- 2.4.7 Bruchlochwicklungen.- 3. Grundlegende Theorie des Betriebsverhaltens.- 3.1 Vereinfachende Annahmen.- 3.2 Grundlegende Eigenschaften der Mehrphasenmotoren bei symmetrischer Speisung.- 3.2.1 Ersatzschaltbild und Zeigerdiagramm.- 3.2.2 Kreisdiagramm.- 3.2.3 Die Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie.- 3.3 Schaltungen der Asynchronmotoren am Einphasennetz.- 3.3.1 Ersatz eines Drehstromnetzes.- 3.3.2 Ersatz eines Zweiphasennetzes.- 3.3.3 Verschiedene Ständerschaltungen von Einphasenasynchronmotoren.- 3.3.3.1 Zweisträngige Schaltungen.- 3.3.3.2 Dreisträngige Schaltungen.- 3.4 Der einsträngige Einphasenmotor (Anwurfmotor).- 3.4.1 Wirkungsweise.- 3.4.2 Ersatzschaltbild.- 3.4.3 Läuferströme, Drehmoment und Energiefluß.- 3.4.4 Ortskurve des Ständerstroms.- 3.5 Einphasenmotor mit Hilfsstrang.- 3.5.1 Grund gleichungen.- 3.5.2 Anzugsmoment und Anzugsstrom.- 3.5.3 Graphisch-analytische Lösung von Krondl.- 3.5.4 Der Betriebskondensatormotor.- 3.5.4.1 Kreisfeld im Kondensatormotor (Dauerbetrieb).- 3.5.4.2 Anzugsmoment des Kondensatormotors.- 3.5.4.3 Betriebsverhalten des Betriebskondensatormotors.- 3.5.4.4 Ortskurven der Ströme.- 3.5.5 Der zweisträngige Anlaßkondensatormotor.- 3.5.6 Motor mit Widerstandshilfsstrang.- 3.5.6.1 Anzugsmoment beim Widerstandsanlauf.- 3.5.6.2 Erwärmung der Hilfswicklung bei Widerstandshochlauf.- 3.5.7 Abschalten von Anlaßimpedanzen.- 3.6 Die Steinmetzschaltung.- 3.7 Drehfeldtheorie als Überlagerung von Einphasenmotoren.- 3.8 T-Schaltung von Kondensatormotoren.- 3.8.1 Bedeutung und Betriebsverhalten.- 3.8.2 Aufteilung des Hauptstranges.- 3.9 Der Spaltpolmotor.- 3.9.1 Aufbau.- 3.9.2 Wirkungsweise.- 3.9.3 Stufenpol und gesättigte Zonen als Zusatzstränge.- 3.9.4 Grundgleichungen.- 4. Abweichungen von der Grundwellentheorie.- 4.1 Oberwellen der Wicklungsverteilung.- 4.2 Asynchrone Zusatzmomente der Ständeroberwellen.- 4.2.1 PhysikaUscher Hintergrund.- 4.2.2 Erweitertes Ersatzschaltbild des einsträngigen Einphasenmotors.- 4.2.3 Asynchrone Momente von unsymmetrischen Asynchronmotoren.- 4.2.4 Asynchrone Zusatzmomente der wichtigsten Ständerschaltungen.- 4.2.4.1 Zweisträngiger Kondensatormotor.- 4.2.4.2 Die Steinmetzschaltung.- 4.2.4.3 Einphasenmotor mit Widerstandshilfsstrang.- 4.2.4.4 Die T-Schaltung.- 4.2.4.5 Der Spaltpolmotor.- 4.3 Synchrone Oberwellenmomente.- 4.4 Pendelmomente.- 4.4.1 Pendelmomente der Arbeitsgrundwelle.- 4.4.2 Pendelmomente der Oberwellen.- 4.5 Radiale Zugkräfte.- 4.6 Einfluß der Nutöffnungen.- 4.7 Querströme in Käfigläufern.- 4.7.1 Querströme der Arbeitsgrundwelle.- 4.7.2 Querströme der Nutharmonischen.- 4.7.3 Übergangswiderstand zwischen Käfig und Eisen.- 4.7.4 Rechnerische Erfassung von Querstromerscheinungen.- 4.7.4.1 Der reelle und komplexe Schrägungsfaktor.- 4.7.4.2 Einfluß der Baugröße und Läuferlänge.- 5. Vorläufiger Entwurf des Motors.- 5.1 Entwurf des magnetischen Kreises.- 5.2 Entwurf der Wicklungen.- 5.2.1 Die Läuferwicklung.- 5.2.2 Die Ständerwicklung.- 5.2.2.1 Schaltung und Verteilung der Stränge.- 5.2.2.2 Bestimmung der Leiterzahl.- 6. Berechnung von Einphasenasynchronmotoren.- 6.1 Impedanzen.- 6.1.1 Leitfähigkeit des Materials.- 6.1.2 Digitale Beschreibung der Ständerwicklung.- 6.1.3 Widerstand eines Ständerstranges.- 6.1.4 Wirkwiderstand des Käfigläufers.- 6.1.5 Die effektive Leiterzahl und der Wicklungsfaktor.- 6.1.6 Der Schrägungsfaktor.- 6.1.7 Umrechnungsfaktor der Läuferimpedanzen.- 6.1.8 Reaktanzen des Luftspaltfeldes.- 6.1.8.1 Der Cartersche Faktor.- 6.1.8.2 Die Hauptreaktanz.- 6.1.9 Streureaktanz des Ständers.- 6.1.9.1 Die Nutstreuung eines Ständerstranges.- 6.1.9.2 Die Oberwellenstreuung.- 6.1.9.3 Die Stirnstreuung.- 6.1.9.4 Streureaktanz eines Stranges.- 6.1.10 Die Streuung des Käfigläufers.- 6.1.10.1 Streuung in Läufernuten.- 6.1.10.2 Streuung der Oberwellen und der Nutschrägung.- 6.1.10.3 Läuferstreuung im Stirnraum.- 6.1.10.4 Die Streureaktanz des Läufers.- 6.1.11 Magnetischer Kreis.- 6.1.11.1 Induzierte Spannung und magnetischer Fluß.- 6.1.11.2 Magnetische Spannung am Luftspalt.- 6.1.11.3 Magnetische Spannung un Ständerjoch.- 6.1.11.4 Die Magnetisierungskurve und der Einfluß der Luftwege.- 6.1.11.5 Magnetische Spannung in den Ständerzähnen.- 6.1.11.6 Magnetische Spannung in den Läuferzähnen.- 6.1.11.7 Magnetische Spannung im Läuferjoch.- 6.1.11.8 Überprüfung des Abflachungsfaktors.- 6.1.11.9 Korrektur der Hauptreaktanz.- 6.1.12 Eisen- und Zusatzverluste.- 6.2 Grundgleichungen für Rechenprogramme.- 6.2.1 Impedanzen $$\underline {Z}_{mv}^{'},\underline {Z}_{gv}^{'}$$.- 6.2.2 Gleichungen des zweisträngigen Motors mit Oberwellen.- 7. Einige praktische Hinweise.- 7.1 Experimentelle Ermittlung der günstigsten Leiterzahl.- 7.2 Klemmenbezeichnungen.- 7.3 Die Drehrichtung und ihre Umkehr.- 8. Anhang.- 8.1 Strombelagsfunktion des Ständers.- 8.1.1 Strombelag einer Nut.- 8.1.2 Zeigerdarstellung der Strombelagswellen.- 8.1.3 Der komplexe Wicklungsfaktor.- 8.1.4 Die Nutharmonischen.- 8.1.5 Strombelagswellen einer vielsträngigen Wicklung.- 8.1.6 Symmetrische Komponenten.- 8.2 Der Schrägungsfaktor.- 8.2.1 Die Bedeutung des Schrägungsfaktors in Gleichungen.- 8.2.2 Der komplexe Schrägungsfaktor.- 8.3 Pendelmomente der Arbeitsgrundwelle im einsträngigen Motor.- 8.4 Systematische Herleitung der Maschinengleichungen.- 8.4.1 Zusammenhang der elektromagnetischen Grundgrößen.- 8.4.2 Gleichungen für die Arbeitsgrundwelle.- 8.4.3 Gleichungen des symmetrischen Zweiphasenmotors.- Schrifttum.- Bedeutung der wichtigsten Formelzeichen.