Die Einphasenasynchronmotoren

Die Einphasenasynchronmotoren werden in der technischen Literatur nur am Rande behandelt, weil ihre Leistung relativ klein und ihre Theorie und Berechnung komplizierter als die der Drehstrommotoren ist. Sie haben jedoch in den letzten lahrzehnten eine derartig groBe Verbreitung gefunden, daB sie ein selbstiindiges, den modernen Berechnungsmoglichkeiten entsprechendes Werk ohne Zweifel verdienen. Die vorliegende Monographie soli einerseits ein Lehrbuch fiir den Studenten, andererseits ein Nachschlagewerk fUr den im Beruf stehenden Ingenieur sein. Diese doppelte Zielsetzung fUhrt zwangsweise zu einem KompromiB, wenn der Umfang des Buches in ertriiglichen Grenzen bleiben soil. Man kann niimlich nicht dem durchaus berechtigten Interesse des Praktikers an den direkt anwendbaren Ergebnissen bis in aile Einzelheiten entgegenkommen und dabei gieichzeitig aile notwendigen Grundlagen ausfUhrlich herleiten. Nur die Theorie der unsymmetri schen Schaltungen von Einphasenasynchronmotoren in Kapitel 3 bis 4 kann nach der Meinung des Autors beide Lesergruppen in gleichem MaBe befriedigen, wie auch die kurze Ubersicht der angewandten physikalisch-mathematischen Mittel in Kapitel I und die Zusammenfassung der Theorie von Drehstrommotoren in Abschnitt 3. 2 sowohl dem Studenten als auch dem ausgesprochenen Praktiker die weitere Lektiire erheblich erleichtern. Dagegen ist das Kapitel 6 uberwiegend anwendungsorientiert, weil es unmoglich ist, die zahlreichen, in der Berechnung der elektrischen Maschinen ublichen Formeln systematisch herzuleiten. Deshalb wird dem Leser hier Gelegenheit gegeben, sich anhand der zitierten Literatur die notigen Kenntnisse anzueignen, sofern er sie nicht schon von vornherein mitbringt. Fur einen mehr theoretisch orientierten Leser kann dagegen der Anhang (Kapitel 8) besonders interessant sein.

Inhalt
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.- B…

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