Elektrische Antriebe / Elektrische Antriebe I

Elektrische Antriebe sind ein wichtiger Bestandteil der industriellen Technik. In den Industrieländern werden ungefähr 60 % der insgesamt erzeugten elektrischen Energie mittels elektrischer Antriebe in mechanische Energie umgesetzt. Etwa 30 % der eingesetzten elektrischen Antriebe sind regelbar ausgeführt, d.h. sie sind in Drehzahl und Drehmoment frei einstellbar.
Von den vielfältigen Anwendungen sollen hier nur beispielhaft einige genannt werden:

• Traktionsantriebe für die Bahn und für Straßenfahrzeuge
• Antriebe in Werkzeugmaschinen und Robotern
• Kräne und andere Fördermaschinen
• Pumpen und Lüfter
• Antriebe in Kraftfahrzeugen wie z.B. Lichtmaschine, Fensterheber, Drosselklappensteller (E-Gas)

Die Vorlesung behandelt die wesentlichen Antriebsbauformen:

• Gleichstrommaschinen
• Asynchronmaschinen
• Synchronmaschinen
• sowie eine Übersicht zu Kleinantrieben

Ausgehend vom Aufbau der Maschinen wird deren Funktionsweise erläutert. Anschließend werden die wesentlichen mathematischen Zusammenhänge zur Beschreibung des Betriebsverhaltens wie Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinien abgeleitet. Ausgehend hiervon werden anschließend Methoden zur Drehzahlsteuerung, zum Bremsen und zum Anlauf diskutiert. Dabei werden insbesondere auch Schaltungsarten von Umrichtern beschrieben. Die Vorlesung behandelt bei Asynchron- und Synchronmaschine jeweils nur das Verhalten im elektrisch sinusförmig eingeschwungenen Zustand. Die Behandlung der dynamischen Vorgänge in Drehfeldmaschinen erfolgt in der Vorlesung „Energietechnik II – Dynamik elektrischer Maschinen“. Das Gebiet Umrichter und Leistungselektronik wird in der Vorlesung „Energietechnik III - Leistungselektronik" weitergehend behandelt.

• Erich-Herbert Lämmerhirdt: Elektrische Maschinen und Antriebe, Carl Hanser Verlag, München, Wien, 1989
• Rolf Fischer: Elektrische Maschinen, Carl Hanser Verlag, München, Wien, 1989
• G. Müller: Elektrische Maschinen, VDE-Verlag GmbH, Berlin u. Offenbach, 1985
• Schröder: Elektrische Antriebe 1, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg und New York 1994
• Hans Kleinrath: Grundlagen elektrischer Maschinen, Akademische Verlagsgesellschaft, Wiesbaden 1975
• Hans Kleinrath: Stromrichtergespeiste Drehfeldmaschinen, Springer-Verlag, Wien und New York,1980
• R. Flosdorff, G. Hilgarth - Elektrische Energieverteilung; Teubner 1994
• Fritz Kümmel: Elektrische Antriebstechnik, Teil 1: Maschinen, VDE-Verlag GmbH, Berlin und Offenbach 1986