Kurzes Lehrbuch der Elektrischen Maschinen: Wirkungsweise · Berechnung · Messung

I. Einführung.- A. Magnetische und elektrische Begriffe und Gesetze.- 1. Elektromagnetische Verkettung, Schraubenregel S. 1. — 2. Magnetische Feldstärke und magnetische Induktion S. 1. — 3. Das Durchflutungsgesetz S. 3. — 4. Magnetischer Widerstand und Leitwert S. 4. — 5. Das Induktionsgesetz S. 5. — 6. EMK der Ruhe und EMK der Bewegung S. 8. — 7. Richtungssinn der induzierten EMK S. 9. — 8. Die Induktivitäten S. 10. — 9. Die magnetische Energie S. 11. — 10. Die mechanische Arbeit eines Elektromagneten S. 13. — 11. Die Zugkraft eines Elektromagneten S. 15. — 12. Kraftäußerung einer von Strom durchflossenen Spule im magnetischen Felde S. 16. — 13. Kraftwirkung zwischen zwei Stromkreisen S. 17.- B. Stromerzeugung.- 1. Wechselstrom S. 18. — 2. Gleichstrom S. 19. — 3. Zweiphasenstrom S. 22. — 4. Dreiphasenstrom und Mehrphasenstrom, S. 23. — 5. Wechselstromgrößen S. 25. — 6. Die Klemmenspannung und ihre Darstellung im Vektordiagramm S. 27.- C. Krafterzeugung.- 1. Gleichstrommotoren S. 31. — 2. Die Entstehung von Drehfeldern S. 32. — 3. Synchronmotoren S. 35. 4. Asynchronmotoren S. 36. — 5. Stabilitätsbedingung bei Motoren S. 37.- D. Umformung.- 1. Umformer S. 38. — 2. Transformatoren S. 38. — 3. Stromrichter S. 40.- II. Die Ankerwicklungen.- A. Gleichstrom-Ankerwicklungen.- 1. Allgemeine Begriffe S. 41. — 2. Schleifenwicklungen S. 44. — 3. Ausgleichsverbindungen bei Schleifenwicklungen S. 48. — 4. Wellenwicklungen S. 49. — 5. Ausgleichsverbindungen bei mehrgängigen Wellenwicklungen S. 51.- B. Wechselstromwicklungen.- 1. Die angezapften und aufgeschnittenen Gleichstrom-Ankerwicklungen S. 52. — 2. Die wichtigsten Wechselstromwicklungen S. 54. — 3. Polumschaltbare Wicklungen S. 60. — 4. Zweischichtige Läuferwicklung für Induktionsmotoren S. 60. — 5. Käfigwicklung S. 61.- C. Isolierung.- 1. Leiter S. 63: — 2: Wicklung S. 63.- III Berechnungsgrundlagen.- A. Die induzierte EMK.- 1. Augenblickswert, Mittelwert, Effektivwert S. 65. — 2. Wicklungsfaktor S. 66. — 3. Einfluß der Oberwellen S. 66. — 4. Der Wicklungsfaktor eines Wicklungsstrangs S. 67. — 5. Die EMK in verketteten Mehrphasenwicklungen S. 69. — 6. Nutschrägungsfaktor S. 69. — 7. Die m-phasige Ersatzwicklung S. 70. — 8. EMK einer Gleichstrom-Ankerwicklung S. 70.- B. Die Felderregerkurve.- 1. Zeichnerische Ermittlung S. 71. — 2. Rechnerische Ermittlung S. 72. 3. Durchflutung und Strombelag S. 73.- C. Drehmoment und Ausnutzung des Ankermantels.- 1. Drehmoment S. 74. — 2. Mittlerer Drehschub S. 75. — 3. Das Produkt Strombelag und Stromdichte S. 76.- D. Die elektromagnetischen Eigenschaften des Eisens.- 1. Magnetisierungskurven S. 76. — 2. Ummagnetisierungswärme S. 78. — a. Hystereseverluste S. 78. — b. Wirbelstromverluste S. 79.- E. Magnetische Kennlinie bei Leerlauf.- 1. Ankerkern S. 80. — 2. Luftspalt S. 81. — 3. Ankerzähne S. 83. — 4. Polkern S. 85. — 5. Joch S. 87. — 6. Feldmagnetdurchflutung S. 87.- F. Die Verluste.- 1. Eisenverluste S. 87. — 2. Reibungs- und Lüftungsverluste S. 90. — 3. Spannungs- und Stromwärmeverluste der Bürsten S. 90. — 4. Stromwärmeverloste der Wicklung S. 92.- G. Die Blindwiderstände.- 1. Benennung der Flüsse, Induktivitäten und Blindwiderstände S. 96. — 2. Spannungsgleichungen und Ersatzstromkreis des allgemeinen Transformators S. 98. — 3. Hauptblindwiderstände bei Maschinen S. 99. — 4. Streublindwiderstände S. 100. — a. Spaltstreuung S. 100. — b. Nutstreuung S. 101. — c. Stirnstreuung 5. 103.- H. Ortskurven.- J. RET und REM.- 1. Begriffe S. 105. — 2. Erwärmung S. 105. — 3. Isolierfestigkeit S. 106. — 4. Wirkungsgrad S. 106.- IV. Transformator.- A. Grundsätzlicher Aufbau.- B. Betriebsverhalten.- 1. Vektordiagramm und Spannungsänderung S. 109. — 2. Kreisdiagramme S. 111. — a. Konstanter Strom und veränderlicher Phasenwinkel ?2 S. 112. — b. Konstanter Phasenwinkel und veränderlicher Strom S. 112. — 3. Zickzackschaltung bei Dreiphasen-Transformatoren S. 113. — 4. Parallelbetrieb S. 115.- C. Sonderschaltungen.- 1. Spar- und Zusatztransformatoren S. 117. — 2. Phasenumformung S. 118. — 3. Spannungsregelung S. 119.- D. Magnetisierungserscheinungen.- 1. Einphasentransformator S. 120. — 2. Symmetrischer Dreiphasen-Kerntransformator S. 123. — 3. Unsymmetrischer Dreiphasen-Kerntransformator S. 125. — 4. Dreiphasen-Manteltransformator S. 126. — 5. Fünfschenkel-Transformator S. 124. — 6. Der Einschaltstromstoß S. 127.- E. Streuungserscheinungen.- 1. Streublindwiderstand S.127. — 2. Kurzschlußstrom S.129. — 3. Die Stromkräfte S. 130. — 4. Zusätzliche Verluste durch das Streufeld S. 130.- F. Entwurf.- 1. Querschnitt des Eisenkerns S.131. — 2. Eisenkörper 5,133. — 3. Leiterquerschnitte S. 133. — 4. Wicklung S. 134. — 5. Fensterausnutzung und Nenn-Kurzschlußspannung S. 136. — 6. Zusammenbau S.137. — 7. Kühlung S.137.- G. Messungen.- 1. Übersetzung S. 138. — 2. Schaltgruppe S. 139, — 3. Leerlauf und Kurzschluß S. 139. — 4. Erwärmungsprobe S. 140. — 5. Die Isolationsproben S.140.- V. Induktionsmaschine.- A. Grundsätzlicher Aufbau.- B. Der Drehtransformator.- 1. Einphasiger Drehtransformator S. 144. — 2. Dreiphasiger Drehtransformator S. 145.- C. Wirkungsweise der mehrphasigen Induktionsmaschine.- 1. Vorgänge bei umlaufendem Läufer S. 147. — 2. Vektordiagramm der Induktionsmaschine S.149. — 3. Mechanische Leistung und Drehmoment S. 150. — 4. Vereinfachtes Kreisdiagramm S.152. — 5. Vereinfachte Darstellung der Leistungen S. 156. — 6. Generator- und Bremsbetrieb S.157. — 7. Ströme und Leistungen S. 159. — 8. Das „genaue“ Kreisdiagramm S 163. — 9. Praktische Bedeutung des „genauen“ Kreisdiagramms S.165. — 10. Die Stromverdrängungsmotoren S. 166. — 11. Die Drehmomente der Oberwellen S. 168.- D. Anlaufschaltungen.- 1. Schleifringläufer S. 170. — 2. Selbsttätige Regelung im Läuferkreis S. 171. — 3. Anlaßtransformator S. 171. — 4. Vorschaltwiderstand im Ständerkreis S. 171. — 5. Stern-Dreieck-Umschaltung S. 171. — 6. Doppelständermotor S. 172. — 7. Anwurfmotor S. 173. — B. Motor mit zwei in Reihe geschalteten Ständerwicklungen S. 173. — 9. Fliehkraftkupplungen S. 174. — 10. Brems- und Verzögerungsschaltungen S. 174.- E. Drehzahlregelung.- 1. Wirkwiderstand im Läuferkreis S. 174. — 2. Verringerung der Klemmenspannung S. 175. — 3. Änderung der primären Frequenz S. 175. 4. Polumschaltung S. 176. — 5. Motor mit Zwischenläufer S. 176. — 6. Kaskadenschaltung S. 177. — 7. Doppeltgespeiste Induktionsmaschine S.178.- F. Einphasenmaschine.- 1. Wirkungsweise S. 179. — 2. Anlaufvorrichtung S. 180. — 3. Kondensatormotor S.180.- G. Entwurf.- 1. Hauptabmessungen S. 181. — 2. Magnetische und elektrische Beanspruchungen S. 183. — 3. Nutung und Wicklung S.183. — a. Ständer S.183. — b. Läufer S. 184. — 4. Magnetisierungsstrom S. 185.- H. Messungen.- 1. Leerverluste S.187. — 2. Zerlegung der Leerverluste S. 187. — 3. Stromwärmeverluste bei Stillstand S. 189. — 4. Trennung der Stromwärmeverluste S.189. — 5. Wirkungsgrad nach REM S.190. — 6. Schlupfmessung S.190. — 7. Erwärmungs- und Isolationsprobe S. 191.- VI. Synchronmaschine.- A. Grundsätzlicher Aufbau.- B. Ankerrückwirkung.- 1. Amplitude der Felderregerkurve S. 194. — 2. Lage zum Feldmagneten S. 194. — 3. Quer- und Längsdurchflutung S. 195.- C. Die selbständige mehrphasige Synchronmaschine.- 1. Klemmenspannung bei Belastung S. 196. — 2. Feldmagnetdurchflutung bei Vollpolmaschinen S. 197. — 3. Feldmagnetdurchflutung bei Schenkelpolmaschinen S. 198. — 4. Dauerkurzschlußstrom und Potiersches Dreieck S. 200. — 5. Der Stoßkurzschlußstrom S. 202.- D. Die mehrphasige Synchronmaschine am Netz mit fester Spannung.- 1. Parallelschalten von Synchronmaschinen S. 203. — 2. Lastverteilung S. 205. — 3. Ortskurve bei fester Erregung S. 207. — 4. Ortskurve bei fester Wirkleistung S. 209. — 5. Die synchronisierende Kraft S. 210. — 6. Die parallelgeschaltete Maschine bei ungleichförmigem Antrieb S. 211. — 7. Selbsterregte Pendelengen S. 213.- E. Einphasenmaschine.- F. Entwurf.- 1. Hauptabmessungen S. 215. — 2. Magnetische und elektrische Beanspruchungen S. 216. — 3. Ankernutung und Wicklung S: 217. — 4: Luftspalt und Feldmagnet S. 218. — 5. Magnetische Kennlinie S. 218. —.- G. Messungen.- 1. Ermittlung des Wirkwiderstandes R S. 219. — 2. Ermittlung des Streublindwiderstandes X?S. 220. — 3. Wirkungsgrad nach REM S. 220, — 4. Erwärmungs- und Isolationsprobe S. 221.- VII. Die Gleichstrommaschine.- A. Grundsätzlicher Aufbau.- B. Ankerrückwirkung.- 1. Feldkurve bei Belastung S. 224. — 2. Einfluß der Permeabilität S. 226. — 3: Nachteile der Feldverzerrung S. 227. — 4. Verschiebung der neutralen Zone S. 229. — 5. Wendepolwirkung S. 230. — 6. Kompensationswicklung S. 231.- C. Stromwendung.- 1. Widerstandsstromwendung S. 231. — 2. Berücksichtigung der EMKe S 234. — 3. Berechnung der EMK der Stromwendung S. 236.- D. Der magnetische Kreis der Wendepole.- 1. Überlagerung von Hauptfluß und Wendepolfluß S. 237. — 2. Magnetische Kennlinie S. 238. — 3. Umrechnung des Feldbildes S.240.- E. Betriebseigenschaften der Generatoren.- 1. Fremderregte Maschine S. 240. — 2. Nebenschlußmaschine S. 242. — 3. Reihenschlußmaschine S. 246. — 4. Doppelsohlußmaschine S. 248. — 5. Maschinen für konstanten Strom S. 250.- F. Betriebseigenschaften der Motoren.- 1. Drehzahl und Drehmoment S. 252. — 2. Fremderregter Motor S. 253. — 3. Nebenschlußmotor S. 255. — 4. Reihenschlußmotor S. 255. — 5. Doppelschlußmotor S. 258.- G. Entwurf.- 1. Hauptabmessungen S. 259. — 2. Magnetische und elektrische Beanspruchungen S.260. — 3. Nutung, Ankerwicklung, Stromwender S. 261. — 4. Polschuhform und Luftspalt S. 262. — 5. Nebenschlußerregerwicklung S. 262. — 6. Maschinen großer Leistung S. 264. — 7. Kurzer Gang der Berechnung S. 264.- H. Messungen.- 1. Widerstände und Bürstenstellung S. 265. — 2. Wirkungsgrad nach REM S. 265. — a. Direkte Messung S. 265. — b. Indirekte Messung S. 266. — c. Einzelverlustverfahren S. 268. — 3. Stromwendung S. 269. — a. Kurzschlußversuch S. 269. — b. Bürstenspannungskurve S. 269. — 4. Erwärmung und Isolierfestigkeit S. 269.,.- VIII. Einankerumformer.- A. Übersetzungen, Stromwärme.- 1. Verhältnis der EMKe S. 270. — 2. Verhältnis der Ströme S. 271. — 3. Der resultierende Strom im Ankerleiter S. 272. — 4. Stromwärme der Ankerwicklung S. 274.- B. Ankerrückwirkung, Stromwendung, Spannungsverlust.- 1. Ankerrückwirkung S. 277. — 2. Stromwendung S. 279. — 3. Rundfeuer S.279. — 4. Spannungsverlust S.279.- C. Betrieb des Umformers.- 1. Anlassen S. 280. — 2. Spannungsregelung S. 281. — 3. Parallelbetrieb S. 283. — 4. Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer S. 284.- D. Entwurf.- 1. Hauptabmessungen S. 284. — 2. Polzahl und größte Leistung S.285. 3. Größte erreichbare Spannung UG S. 285.- E. Kaskadenumformer.- 1. Schaltung S. 286. — 2. Drehzahl und Leistungsverteilung S. 286. — 3. Anlauf und Regelung S. 287. — 4. Anwendung S. 287.- IX. Einphasen-Stromwendermaschinen.- A. Der Anker mit Stromwender im Wechselfelde.- 1 EMKe in der Ankerwicklung S. 288. — 2. EMKe zwischen benachbarten Stromwenderstegen S. 288. — 3. Beziehung zwischen E und ?R. 289. — 4. Drehmoment S. 289. — 5. Die magnetische Kennlinie für Wechselstrom S. 290.- B. Reihenschlußmotor.- 1. Grundsätzlicher Aufbau S. 291. — 2. Phasenwinkel zwischen Ankerstrom und Erregerfluß S. 291. — 3. Schaltung und Spannungsdiagramm S. 292. — 4. Kreisdiagramm S 294. — 5. Berechnung der Betriebskurven S. 295. — 6. Bremsschaltungen S. 296. — 7. Der Reihenschlußmotor mit phasenverschobenem Wendefeld S. 297.- C. Einphasenmaschinen mit Nebenschlußeigenschaften.- 1. Fremderregte Maschine S. 298. — 2. Verbesserung des Betriebs S. 299. 3. Speisung der Erregerwicklung aus dem Einphasennetz S.299.- D. Repulsionsmotor.- 1. Schaltung S. 300. — 2. Spannungsgleichungen; Ströme und Drehmoment S. 300. — 3. Die Ortskurve des Stromes S. 302. — 4. Betriebskurven S. 303. — 5. Doppeltgespeister Motor S. 305.- E. Entwurf.- 1. Vollbahnmotor S. 306. — 2. Repulsionsmotor . S. 306.- X. Dreiphasen-Stromwendermaschinen.- A. Der Läufer mit Stromwender im Drehfeld.- 1. Der Stromwender als Frequenzwandler S. 307. — 2. Die Bürstenschaltungen S. 307. — 3. Läuferersatzwicklung S. 310. — 4. Durchflutung und Strombelag S. 311. — 5. Die EMKe S. 312. — 6. Beziehung zwischen EDund ?R S. 312. — 7. Drehmoment S. 313.- B. Reihenschlußmotor.- 1. Schaltung S. 313. — 2. Durchflutung und Drehrichtung S. 314. — 3. Kreisdiagramm der EMKe S. 316. — 4. Phasenwinkel ?L, ?S und ? S. 318. — 5. Relatives Drehmoment und Ströme S. 319. — 6. Stabilität S. 321. — 7. Einfluß der Vernachlässigungen S. 322. — a. Spannungsverluste S. 322. — b. Magnetische Kennlinie S. 323. — c. Zwischentransformator S. 323. — 8. Ortskurve des Stromes S. 324.- C. Ständergespeiste Nebenschlußmaschine.- 1. Grundsätzliche Schaltung S.324. — 2. Streublindwiderstand S. 325. — 3. Aufbau des Spannungsdiagramms S. 326. — 4. Ortskurven der Ströme S. 329. — 5. Rechnerische Ermittlung der Kennlinien S. 332. — 6. Günstige Ortskurve für U20? S. 333. — 7. Regelung mit Drehtransforformator S. 334.- D. Läufergespeiste Nebenscblußmaschine.- 1. Schaltung S. 335. — 2. Bürsteneinstellvorrichtung S. 336. — 3. Spannungsgleichungen S. 337. — 4. Berechnung der Kennlinien S. 338.- E. Entwurf.- 1. Hauptabmessungen S. 339. — 2. Länge der Schleiffläche des Stromwenders S. 341. — 3. Reihenschlußmotor S. 342. — 4. Ständergespeister Nebenschlußmotor S.342. — 5. Läufergespeister Nebenschlußmotor S. 343.- XI Die Regelsätze.- A. Begriff und Aufgaben.- B. Hilfsmaschinen.- 1. Eigenerregter Phasenschieber S.345. — 2. Fremderregter Frequenzwandler (FW) S. 346. — 3. Maschine ohne Drehfeldeigenschaften S. 347.- C. Ortskurve des Stromes der IM.- 1. Ersatzstromkreis S. 348. — 2. Drehzahl der HM vom Schlupf der IM unabhängig S. 349. — 3. $${\dot U'_2}$$ von der Drehzahl der IM abhängig S. 350.- D. IM mit blindstromerzeugender HM.- 1. Eigenerregter Phasenschieber als HM S. 350. — 2.,Frequenzwander (FW) als HM S. 352. — 3. Schaltungen für zusätzlichen Schlupf (Kompoundierung) S.354.- E. Drehzahlregelung.- 1. Aufgabe S. 354. — 2. Antrieb der HM S. 355. — 3. Die Ortskurve von — $${\dot J'_2}$$ S. 356. — 4. Bemerkungen zur Regelung S. 358. — 5. Beispiel für einseitige Regelung S. 358. — 6. Beispiele für doppelseitige Regelung S. 359.- F. Leistungsregelung.- 1. Begriff und Anwendung S. 360. — 2. Beispiel S. 361.- G. Regelsatz mit Gleichstrom-HM.- Bemerkungen über die Schreibweise der Gleichungen und Einheiten.- Bedeutung der verwendeten Formelzeichen.