Guten Abend allerseits. Ich hoffe ich belästige mit meiner Frage nicht jetzt das falsche Forum, ansonsten tut es mir leid. Ich lerne zur Zeit für das Modul Elektrische Maschinen und verstehe da einen (wichtigen) Zusammenhang nicht. Es dreht sich jetzt hier um Gleichstrommaschinen (GSM). Ich beschäftige mich nun mit dem Verhalten der GSM und habe gelesen, dass die Reihenschlussmaschine aber auch die Nebenschlussmaschine sich "selber" zerstören kann, weil bei bestimmten Bedingungen die Drehzahl des Ankers so sehr annimmt, dass der Anker durch die Fliehkräfte zerissen wird und somit der Motor zerstört wird. Wenn ich mir jetzt den Reihenschlussmotor anschaue steht geschrieben, dass dieser Motor Lastabhängig d.h. dass bei gerringer Last eine enorm hohe Drehzahl erreicht und somit der Motor zerstört wird. Das die Welle sich nun ohne Last schneller dreht ist ja logisch. Der Motor muss eben nur das Drehmoment erreichen wo das Massenträgheitsmoment der Welle mit den Ankerwicklungen etc... aufgehoben wird. Ich würde jetzt sagen, dass der Motor irgendwann die Leerlaufdrehzahl erreicht und sich mit dieser dreht. Auf Wikipedia steht nun, dass durch das wenig abgegebene Drehmoment und so dem gerringen Strom die Feld geschwächt wird. Das dass Feld durch den gerringen Strom geschwächt wird kann ich auch noch nachvollziehen. Der Strom ist nur gerring, weil keine Last hängt ?! D.h. der Motor zieht such aus dem "Netz" so viel Strom wie er benötigt oder wie darf ich das verstehen. Die Abhängigkeit des Reihenschlussmotores mit der Last beruht doch nur darauf, da die Ankerwicklung mit der Erregerwicklung in Reihe geschaltet ist oder ?!. Warum dreht sich die Welle schneller, wenn das Feld geschwächt wird ? Es ist ja bekannt, dass durch ein magnetisches Feld und darauf senkrecht liegende Leiter die durch einen Strom I durchflossen werden eine Kraft (die Lorenzkraft) hervorgerufen wird. Wir vereinfachen die Situation und nehmen mal an es würde sich um eine 2-Pol GSM handeln die einen N und S Pol hat, was durch die Erregerwicklung erzeugt wird. Die Spulen sind so gewickelt, dass unter den Polen(Polschuhen) die Stromrichtung bei N und S unterschiedlich im Leiter ist (Die Leiter sind ja hin und her gewickelt). Jetzt entstehen natürlich zwei Lorentzkräfte die aber wegen der unterschiedlichen Stromrichtung entgegengesetzt sind. Diese zwei Kräfte greifen am Ankerumfang jeweils unmittelbar in dem Bereich wo die Polschuhen den Anker bedecken an. Aus der Mechanik ist bekannt, dass dadurch nun ein Kräftepaar vorliegt und somit ein Drehmoment erzeugt wird. Der Anker (die Welle) dreht sich. Wie kann aber der Anker immer schneller drehen, wenn der Erregerstrom verringert wird und somit das Magnetfeld geschwächt wird, was ja benötigt wird um die Lorenztkraft bzw. das Drehmoment zu erzeugen. Mit Kräften meine ich hier natürlich immer die Resultierende Kraft die an den Ankerumfang entsteht. Bitte habt Verstädnis, auch wenn es eine dumme Frage ist, aber ich kann es mir nur durch die mathematischen Gleichungen/Zusammenhänge von Drehzahl, Induzierter Spannung etc.. erklären. Ich kann es mir leider nicht durch Überlegen erklären. Bedanke mich im Voraus ! MfG, Der Student.
Hi, dass eine Reihenschlussmaschine "durchgehen" kann, ist ein Systemproblem. Ein Systemproblem daher, weil es zu einer durchgehenden Maschine noch einer Konstantspannungsquelle bedarf. Fang mit dem Verständnis mal mit einer fremderregten Maschine an: - das Feld wird über die Feldwicklung vorgegeben, die innere Maschinenspannung(EMK)=Felddrehzahl, damit baut sich der angelegten Klemmenspannung die EMK entgegen. bei geringer Drehzahl gibt es also einen großen Strom, und da dass Feld konstant ist, ein großes Drehmoment (Drehmoment=FeldxAnkerstrom). Mit dem großen Drehmoment gibt es auch eine große Beschleunigung, also eine Drehzahländerung. Irgendwann ist die Drehzahl so groß, dass die EMK den Wert der Klemmenspannung erreicht hat, damit fließt kein Strom mehr, und das Drehmoment ist null -> statischer Zustand. Bei der Reihenschlussmaschine wird die Feldwicklung in Reihe zu der Ankerwicklung geschaltet. -> kleine Drehzahl, große Spannungsdifferenz, großer Ankerstrom, Feldstrom gleich Ankerstrom -> großes Feld -> großes Drehmoment Danach geht die Drehzahl hoch. Allerdings wird das Feld immer nur durch den Ankerstrom bestimmt, d.h. wenig Ankerstrom bedeutet wenig Feld und damit weinig EMK -> es gibt also keine konstante Gegenspannung, die Maschine baut unabhängig von der Drehzahl immer eine Moment auf, solange die Klemmenspannung größer null ist, da immer ein Strom fliesst. Die Maschine erhöht also kontinuierlich die Drehzahl, bis es kracht. Alternativ kann man natürlich auch ein passendes Gegenmoment installieren, dann ergibt sich auch ein guter Arbeitspunkt. Bis auf diese Kleinigkeit, dass man rechtzeitig die Ständerspannung abschalten muss, ist die Maschine aber sehr gutmütig. Die Maschine wurde früher gern als Arbeitsmaschine genommen. OR
> Wie kann aber der Anker immer schneller drehen, wenn der Erregerstrom > verringert wird und somit das Magnetfeld geschwächt wird, was ja > benötigt wird um die Lorenztkraft bzw. das Drehmoment zu erzeugen. Die kürzeste Erklärung die mir dazu einfällt: Der Strom wird immer geringer, aber er wird nie null! Damit nimmt der Motor in jedem Betriebszustand Leistung auf, die (zum Teil) den Rotor antreibt.
@ OR: Vielen dank erstmal für die Erklärung. Wenn du mir kurz gestattest, würde ich mal in einem kurzen Text schreiben wie ich das bis jetzt verstanden, was du da geschrieben hast. Bezüglich der fremderregten Maschine: Je höher die Drehzahl des Ankers ist, desto größer ist die Induzierte Gegenspannung (Gegen-EMK). Diese wirkt immer der Klemmspannung aus dem Netz entgegen. Wenn ich mir das jetzt als ein "primitives" Ersatzschaltbild vorstellen möchte, müsste ich jetzt zwei Spannungsquellen einbauen. Die eine ist die Netzspannung und die andere die Induzierte. Wenn man dann im Schaltbild ein Umlauf machen würde, würden sich die Spannungen entgegenwirken. Den großen Strom habe ich nur deswegen, weil bei gerringer Drehzahl die Gegen-EMK und somit der Gegen-Strom(DARF ICH DAS SO SAGEN???) gerring ist und dem Strom der aus dem Netz kommt nicht entgegen wirkt. Großer Strom im Anker = hohes Drehmoment (logisch!) Durch das hohe Drehmoment wird der Anker jetzt so schnell beschleunigt dass der Gegen-Strom den gleichen Wert wie die Klemmspannung bzw. Strom erreicht und somit ein Ausgleich stattfindet. Drehmoment wird 0, da sich der Strom aufhebt. Die Maschine läuft jetzt im Leerlauf oder wie ? (=statischer Zustand) Bezüglich Reihenschlussmotor: Da die Wicklungen des Ankers und des Erregers in Reihe geschaltet sind und somit der Ankerstrom gleichzeitig den Erregerstrom bzw. das Feld beeinflusst. Wenn der Ankerstrom jetzt gerring ist, weil die Last gerring ist wird auch somit der Erregerstrom=Ankerstrom gerring sein und somit das Feld schwächen. Da das Feld geschwächt ist und somit auch die Gegen-EMK geschwächt ist kann niemals der Ausgleich wie bei der fremderregten Maschine stattfinden und den so genannten statischen Zustand erreichen. Das heißt der der Anker dreht immer schneller weil immer ein Drehmoment vorhanden ist (der Ankerstrom ist ja nicht 0 sondern eben gerring) ?? Wie kann dieses schwache Drehmoment denn so eine hohe Drehzahl hervorrufen ?? Der Ankerstrom ist gerring und das Feld geschwächt also somit auch das Kräfepaar an den Ankerumfang was das Drehmoment erzeugt... ich kann an dieser Stelle diesen Übergang mir noch immer nicht vorstellen.
Nicht ganz. Betrachten wir die fremderregte DC Maschine. Lassen wir den Erregerstrom konstant. Die induzierte Spannung ist proportional zur Drehzahl. Doppelte Drehzahl doppelte Spannung. Lassen wir nun die Drehzahl konstant. Die induzierte Spannung ist proportional zum Erregerstrom. Doppeltes Feld, doppelte Spannung. Wenn wir nun die Maschine an eine Spannung haengen, Netz ist da der ganz falsche Ausdruck, so haben wir zwei Quellen, die Maschine mit ihrer EMK und die externe Spannung. Der Strom ist durch die Differenzspannung und den Innenwiderstand bestimmt. Wenn man's genau nimmt, so kommt noch die Kollektorspannung hinzu.
Zitat: Wie kann dieses schwache Drehmoment denn so eine hohe Drehzahl hervorrufen ?? Der Ankerstrom ist gerring und das Feld geschwächt also somit auch das Kräfepaar an den Ankerumfang was das Drehmoment erzeugt... Antwort: Das Drehmoment ist mitnichten schwach, da Du fast keine Feld hast, hast Du keine EMK, damit kommt da sofort wieder Strom rein. Die Maschine bekommt bei Überdrehzahl zwei Probleme: - der Kommutator bekommt starkes Bürstenfeuer, was zu einem Rundfeuer führen kann -> Kommutator muss überdreht werden oder ist hin. - aus dem Rotor kommen durch die Fliehkräfte die Ankerwicklungen raus und verkeilen sich im Luftspalt -> dann gibts Bares beim Schrotthändler Mal ein etwas theoretischer Ansatz: Das Ersatzschaltbild einer DC-Masschine ist einfach die Klemmenspannung, dazu dann die Ankerinduktivität (rel klein!) und die EMK. Du bekommst also als Ständergleichung: U1 = i*Ra + di/dt*La + emk U1 ist hierbei die Klemmenspannung, EMK die Läuferspannung, i der Ankerstrom= Klemmenstrom. Alle drei größen sind reine Gleichgrößen, da gibt es also keine Wechselspannung oä. Die emk selber ist: emk = n*psi ; n=Drehzahl, psi=fluss Hier wird es langsam interessant, da es prinziepiell drei Methoden gibt den Fluss zu erzeugen: - fremderregt: der Fluss wird durch eine eigene Stromquelle gespeisst, das ist heutzutage die gebräuchlichste Methode bei größeren Antrieben - Nebenschlussmaschine, die Feldwicklung wird parallel zum Anker geschaltet, das ist mir noch nicht untergekommen - Reihenschlussmaschine: die Feldwicklung liegt in Reihe zum Anker, das hat man früher so gemacht, Beispiel: Bahntechnik Also Reihenschlussmaschine: emk = n*psi = n i k; k ist eine Maschinenkonstante, i ist der Ankerstrom Du kannst jetzt also die Ständergleichung mal erweitern: U1 = Ra*i + La*di/dt + n*i*k ; Jetzt musst Du anfangen die Gleichung nach n umzustellen un kommst dann auf n = (U1 - Ra*i - La*di/dt) / (i*k); Wenn Du jetzt den Strom mit null ansetzt, gibts schon die erste Polstelle. Vieleicht ist das ganze so einfacher. Deine Erklärungen mit dem Gegenstrom finde ich übrigens etwas unpassend, und auch fachlich etwas befremdlich. Normalerweise gibt es eine Klemmenspannung und eine EMK, die EMK kann man auch als Gegenspannung bezeichnen. Wenn beide Spannungen gleich groß sind, gibts keinen Strom und damit auch kein Drehmoment. Ansonsten ist das "durchgehen" von Reihenschlussmaschinen auch nur ein Problem von größeren DC-Maschinen mit entsprechen gutem Wirkungsgrad. In der theoretischen Betrachtung fehlen nämlich noch die Einsenverluste im Anker, Kommunierungsverluste durch den Kommutator und die Verluste etwaiger Lüfter auf der welle. Wenn diese Verluste groß genug sind, passiert auch nichts. Ansonsten laufen Gleichstrommaschine heutzutage an einer gesteuerten Gleichspannungsquelle, üblicherweise nimm man hierfür vollgesteuerte B6 Thyristorbrücken (B6C-Schaltung). Mal aus Interesse: was studierst Du?
Mal aus Interesse: was studierst Du? Ich studiere Energietechnik im 3. Semester. Das Problem bei uns ist die Organisation bezüglich Elektrotechnik. Wir haben Elektrotechnik zwei mal also ETI und ETII. In ETI sollte eigentlich Gleichstrom und Wechselstrom behandelt werden, aber es wurde nur Gleichstrom behandelt und in ETII habe wir erst mit Wechselstrom angefangen. Eigentlich sollte aber in ETII Magnetische Felder etc.. behandelt werden. Da wir jetzt aber im dritten Semester auch Elektrische Maschinen haben, fehlt uns bischen das Verstädnis mit den Feldern etc.. Ich bringe mir das alles im Selbststudium bei was mir auch natürlich Spass macht, aber manchmal hänge ich an solchen Sachen. Ich hoffe ich kann mir jetzt Kommentare wie: DU hast keine Ahnung, brich dein Studium ab oder sowas wie: Du bist total ungeeignet sowas zu studieren da du nichtmal das kapierst usw.. ersparen. Man muss sich sowas leider in vielen Foren öfters reinziehen... Vielen Dank für deine Erklärung und deine Mühe ! Wünsche dir ein schönes Wochenende.
@ OR: Kann ich eventuell deine E-Mail Adresse haben ? Gibt es da vielleicht eine Möglichkeit ?
Vielleicht hab ich es ja jetzt verstanden: Das Feld ist zwar geschwächt, also das B wird kleiner aber da das Feld geschwächt ist, wird die Gegen-EMK (Wird EMK überhaupt heute noch als Begriff benutzt ? Es ist doch eigentlich die Schreibweise von früher ?!). Wenn die Gegen-EMK Gerring ist, wird der Netzspannung ja wenig oder kaum gegenwirkt und der Strom im Anker erhöht sich. Nach der Formel: Fl=B*i*l wird dann F ja größer da i ansteigt, wobei das B wegen der Feldschwächung gerring ist, aber das Drehmoment wegen dem hohen Strom i dennoch groß ist. Das hohe Drehmoment sorgt für eine hohe Drehzahl. Also ist ein "Durchgehen" der Maschine möglich. Also ist es eine Sache der Gewichtung von B und i. D.h. B ist zwar durch die Feldschwächung klein, aber das i ist groß, da durch die Feldschwächung die erzeuge EMK GErring ist. Der Strom i ist aber so groß genug, dass ein hohes Drehmoment erzeugt werden kann. Stimmt es jetzt so ? :-).
Hallo, naja, fast:) Das Feld ist ja Stromproportional, Das Drehmoment ist Strom mal Feld, also ist das Dremoment letztendlich quadratisch dem Strom proportional. Du hast schon richtig erkannt, dass in der Maschine immer Strom ist, solange eine Ständerspannung ansteht. Zur Emk: der Begriff ist zumindest in der Praxis absolut gebräuchlich. Man kann auch innere Maschinenspannung sagen, dass ist dann aber länger. Für einen Energietechnikstudenten im 3tem Semester passt das schon. Bis zum 6tem sollte es sitzen. Es gibt ja auch noch andere interessante Maschinen. Falls es noch speziellere Fragen zur Antriebstechnik gibt, kann Du mich auch unter: waschbaer42@gmx.de kontaktieren. Meine Spezialität sind Gleichstrommaschinen zwar nicht direkt, fürs Studium sollte es aber reichen. Grüße Oliver
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.