Aufbau und Steuerung von Gleich- und Wechselstrommotoren

Konstitution eines Gleichstrommotors (MCC)

Die Konstitution eines MCC beruht auf den Grundsätzen der elektromagnetischen Kraft und der induzierten elektromotorischen Kraft. Zur Umsetzung dieser Grundsätze besteht der Motor aus Induktivitäten und Induzierten:

• Induktivitäten (Stator): Ihre Mission ist es, das elektrische Feld zu erzeugen. Sie sind ein fester Bestandteil des Motors oder Stators und bestehen aus einer Spule aus Kupferdraht, die um ein ferromagnetisches Material (Polrad) gewickelt ist. Durch die Spule fließt ein elektrischer Strom, dessen Stärke und Richtung vom angelegten Magnetfeld abhängt.
• Induzierte (Rotor): Die Mission ist die Schaffung entgegengesetzter magnetischer Felder. Der Rotor besteht aus Kupferleitern, die in einer Spule angeordnet sind. Diese Spulen befinden sich in Nuten eines zylindrischen Blechpakets aus ferromagnetischem Material, welches auf der Drehachse des Motors sitzt.
• Kollektor und Bürsten: Anfang und Ende der einzelnen Spulen sind elektrisch an einen Sammler (Kollektor) angeschlossen, der aus dünnen Kupferstegen besteht und mit der Welle rotiert. Die Segmente sind voneinander isoliert. Zur Einleitung des Stroms in die Ankerleiter werden Bürsten verwendet. Dies sind Stücke aus Graphit, die in Kontakt mit den Lamellen stehen, um den externen Schaltungsteil mit dem Inneren der Maschine zu verbinden.

Verfassung eines Wechselstrommotors (MCA)

Ein MCA besteht aus einem festen Stator, der aus isolierten magnetischen Blechen mit internen Nuten und Federn gebildet wird. In diese Schlitze wird eine Dreiphasenwicklung eingeführt.

Der Rotor (beweglicher Teil) besteht ebenfalls aus isolierten magnetischen Blechen. Bei der Motorwicklung gibt es zwei Möglichkeiten:

• Kurzschlussläufer: Kupfer- oder Aluminiumstäbe werden in die Schlitze injiziert und an beiden Enden kurzgeschlossen, was zum Rotor eines Asynchronmotors mit Kurzschluss führt.
• Schleifringläufer: Eine dreiphasige Wicklung, ähnlich der des Stators, führt zum Wicklungsrotor eines Asynchronmotors.

Die Trennung durch Luft zwischen Stator und Rotor wird als Luftspalt (Entrehierro) bezeichnet. Das Betriebssystem basiert auf einem rotierenden Magnetfeld, das durch Drehstrom erzeugt wird.

Regulierung der Geschwindigkeit

Die Regelung soll die Geschwindigkeit auf einem vorgegebenen Wert halten. Die Geschwindigkeit wird durch das Gleichgewicht von Drehmoment und Widerstand konditioniert, definiert als Schnittpunkt der jeweiligen mechanischen Eigenschaften. Das Problem der Drehzahlregelung besteht darin, auf folgende Parameter einzuwirken:

Wenn wir die Geschwindigkeit regulieren wollen, können wir über die angelegte Spannung oder den Fluss agieren. Die Spannung kann durch folgende Methoden reguliert werden:

• Einsetzen eines Widerstandes in Serie mit dem Anker.
• Variation der angelegten Spannung.
• Regulierung des Erregerflusses durch den Anschluss eines Widerstandes (je nach Motortyp auf unterschiedliche Weise).

Umkehrung der Drehrichtung

Elektromotoren können die Rotation in beide Richtungen ändern. Um dies zu erreichen, muss lediglich die Verdrahtung des Ankers in Bezug auf die Induktivität geändert werden. Die Richtung des Drehmoments hängt vom Magnetfeld und der Richtung des Stroms im Ankerleiter ab. Es genügt daher, die Verbindungen an der Spule oder dem Anker umzukehren.

Wenn die Änderung bei stehender Maschine erfolgt, ist es unerheblich, ob die Anschlüsse der Induktivität oder des Ankers geändert werden. Wenn dies jedoch im Betrieb (Lauf) geschieht, ist man gezwungen, die Anschlüsse des Ankers zu ändern, damit der Motor nicht ohne Erregung bleibt.

Bremsen von Gleichstrommotoren

Dieses Verfahren basiert auf dem Prinzip der Reversibilität, welches die Maschine besitzt. Das bedeutet, dass der Motor zum Zeitpunkt des Abstellens in die Generatorfunktion übergeht, wodurch ein umgekehrtes Drehmoment entsteht. Diese Art der Bremse ist als elektrische Bremse bekannt und kann auf zwei Arten geschehen:

• Dynamisches Bremsen: Es besteht in der Ableitung der Energie, die im Generatorbetrieb erzeugt wird, über Bremswiderstände (oft dieselben, die für den Anlauf verwendet werden).
• Regeneratives Bremsen: Die erzeugte Energie wird zurück in die Zuleitung gespeist.