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Motoren
Motoren
Füär welche Leistung werden Kondensatormotoren (Hilfsphasenmotoren) gebaut?
1 bis 2 kW
Welche Vortleile gelten für den Kondensatormotor (Hilfsphasenmotor)?
- Kaum Wartung
- klein
- kompakt
- lange Lebensdauer (grundsätzlich die Vortelle des Käfigankermotors)
Wann sind der Anlauf- bzw. der Betriebskondensator eingeschaltet beim Kondensatormotor?
Anlaufkondensator nur während der Anlaufphase, Betriebskondensator immer.
Was ist speziell zu beachten bei der Dimensionierung von Kondensatoren für Kondensatormotoren
Die Spannung ist wesentlich höher als die Betriebsspannung des Motors, ca: 1.5 x Motornennspannung.
Um welchen Motor handelt es sich bei der folgenden Beschreibung?
Der Einphasenmotor hat im Stator eine 1~Wicklung und 2 Kurzschlusswicklungen (Kurzschlussringe). Der Rotor ist ein Kurzschlussläufer.
Spaltmotor
Beschreiben Sie die Funktionsweise des Spaltpolmotors.
Die Einphasenwicklung erzeugt ein magnetisches Wechselfeld. Durch die Kurzschlusswicklungen wird ein phasenverschobenes Wechselfeld erzeugt und dadurch entsteht ein elliptisches Drehfeld.
Dieses Drehfeld induziert im Rotor eine Spannung, dadurch dreht dieser in Richtung des Drehfeldes und bestatigt die Lenzsche Regel.
Nennen Sie die Besonderheiten des Spaltpolmotors,.
- Sehr einfach
- sehr robust
- miserabler Wirkungsgrad und Leistungsfaktor,
- nur für kleine Leistungen
- keine Drehrichtungsumkehr möglich
Nennen Sie einige Verwendungsmöglichkeiten von Spaltpolmotoren.
- WC-Lüfter
- Laugenpumpen,
- Ventilatoren
- Motor in Heizlüfter und Haartrockner usw.
Welche Aufgabe hat der Kurzschlussring im Spalt des Spaltpolmotors?
Er muss ein zum Hauptfeld phasenverschobenes Feld erzeugen.
Wie kann bei einem Spaltpolmotor die Drehrichtung geändert werden?
Die Drehrichtung ist immer vom Hauptpol zum Spaltpol. D.h. eine andere Drehrichtung kann nur mit einem anders konstruierten Motor erzeugt werden.
Spaltpolmotoren werden auch mit grosser Polzahl und Aussenläufer gebaut, beschreiben Sie die Besonderheiten dieses Motors näher.
Nach dem Anlauf als Asynchronmotor laufen solche Motoren als Synchronmotoren weiter und können dort eingesetzt werden, wo die konstante Drehzahl geschätzt wird.
Wofür werden synchron laufende Spaltpolmotoren verwendet?
Uhren, Zeitrelais, schreibende Messgeräte
Welche Motorart finden wir in Handbohrmaschinen mit Netzbetrieb?
1~Seriemotor, Universalmotor
Warum wird der 1~Seriemotor auch Universalmotor genannt?
Er kann mit AC oder DC betrieben werden, ist also universell.
Für den Wechselstrombetrieb müssen der Stator- und der Rotor geblecht sein, die Spannung bei Gleichstromspeisung ist wesentlich kleiner, weil der lnduktivanteil des Wechselstromes fehlt.
Beschreiben Sie den Aufbau des Universalmotors.
Stator mit geteiltler 1~Statorwicklung, Rotor gewickelt und auf Polwender (Kollektor) geführt, Stator und Rotorblechpaket aus einzelnen Elektroblechen zusammengebaut. Alle Wicklungen sind in Serie geschaltet.
Beschreiben Sie die Funktionsweise des Universalmotors.
In der positiven Halbwelle wird im Stator ein Magnetfeld aufgebaut, mit der gleichen Halbwelle wird auch der Rotor magnetisiert, wobei das Rotorfeld so gerichtet ist, dass ein Drehmoment z.B, im Uhrzeigersinn entsteht. In der nächsten Halbwelle kehrt in Stator- und Rotorwicklung die Stromrichtung um, mit dem Resultat, dass das entstehende Drehmoment in der bisherigen Richtung wirkt.
Gegeben ist eine stromdurchflossene Spule im Magnetfeld gemäss untenstehender Skizze Zeichnen Sie a) das Polfeld, b) das Feld um die stromdurchflossenen Leiter, c) das resultierende Feld und d) die Bewegungsrichtung ein. Beschriften Sie zusätzlich die Magnetpole der Spule.
Bild
Nennen Sie die Besonderheiten des Universalmotors.
Bei Belastung sinkt die Drehzahl, der Strom steigt und damit auch das Drehmoment.
Gut geeignet als Handwerkzeugmaschine.
Wie gross kann im Leerlauf die Drehzahl werden?
Die Drehzahl kann bis zu 30'000 U/min erreichen und ist sehr stark von der Belastung abhängig.
Wie kann die Drehrichtung eines Seriemotors geändert werden?
Entweder die Feld- oder die Ankerwicklung tauschen, aber nicht beide!
Welche beiden Maschinenarten werden unterschieden?
Umlaufende Maschinen (Motoren und (Generatoren)
Ruhende Maschinen (Transformatoren)
Wie lassen sich energetisch betrachtet die umlaufenden Maschinen einfach erklären?
Elektromotoren wandeln elektrische Arbeit in mechanische Arbeit um.
Generatoren wandeln dagegen mechanische Arbeit in elektrische Arbeit um.
Was sind Umformer?
Von rotierenden Umformern wird elektrische Arbeit in mechanische und diese wiederum in elektrische Arbeit umgewandelt. Jedoch hat in der Regel das so erzeugte neue Stromsystem eine andere Frequenz, Strangzahl oder Spannung
Was sind aktive Bauteile bei einer Maschine?
Aktive Bauteile sind alle Teile, die elektrisch oder magnetisch wirksam Sind.
Nennen sie einige Teile eines Elektromotors ,die für das Leiten des elektrischen Stromes zuständig sind.
Statorwicklung
Rotorwicklung
Verbindungsleitungen
Klemmen
Schleifringe, Kollektoren
Warum beinhalten Elektrormotoren Stator- und Rotorblechpakete?
Die Elektroblechpakete sind für das Leiten der magnetischen Feldlinien zuständig.
Nennen Sie einige Konstruktionsteile an Elektromotoren.
- Kühlrippen,
- Ventilator
- Lüfter
- Lagerschilder
- Lager
Bleschreiben Sie die Typenprüfung,.
Die Typenprüfung wird an einem oder mehreren Motoren ausgeführt. Sie hat den Zweck ob der Motor den vorgeschriebenen Eigenschaften und Anforderungen entspricht.
Die Typenprüfung umfasst folgende Prüfmomente:
- elektrische und mechanische Funktionsfähigkeit und Festigkeit
- Überlastbarkeit
- Erwärmung und Wikungsgrad
Welche Verlustarten verursachen die Erwärmung einer elektrischen Maschine?
- Cu-Verluste: Stromwärmeverluste (Widerstand der Wicklungen)
- Fe-Verluste: Ummagnetisierung + Wirbelströme (Blechpakete)
- Mechanische Verluste: Reibung (Z.B. in den Lagern)
Welche Arten von Kühlung werden bei elektrischen Motoren unterschieden?
Selbstkühlung, Eigenkühlung (Innen- und Oberfllächenkühlung) und Fremdkühlung
Welche Elektromotoren haben eine Selbstkühlung?
Kleinmotoren
Wie funktioniert bei der Eigenkühlung die Oberflächenkühlung einer geschlossenen Maschine?
Die Wärme im inneren der Maschine erhitzt das Gehäuse, dessen Oberfläche durch Kühlrippen vergrössert ist. Die Oberfläche wird durch die vorbeizirkulierende Luft gekühlt.
Wie funktoniert bei der Eigenkühlung die lnnenkühlung einer geschützten Maschine.
Die Wicklungsköpfe, Stator- und Rotorblechpakete werden direkt durch die Umgebungs Luft gekühlt.
Nennen Sie einige Beispiele von Wartungsarbeiten an elektrischen Maschinen.
Lager: fetten, Gleitlager mit genügend Öl versehen
Schleifringe: putzen, eventuell überdrehen
Kollektor: egalisieren
Kohlen: ersetzen, einschleifen
Erklären Sie die Betiebsart S1 von Elektromotoren.
Es ist eine dauernde Belastung mit Bemessungslast (Nennlast) möglich.
Normalerweise nicht auf einem Typenschild angegeben
Wie heisst die Betriebsart S2?
Die Bemessungslast ist nur kurzzeitig vorhanden (z.B. 30 Minuten) und dann erfolgt die Abkühlung auf Raumtemperatur.
Was versteht man unter Aussetzbetrieb?
Beim Aussetzbetrieb läuft der Motor nur für eine bestimmte Zeit, danach wird er ausgeschaltet und hat eine Pause, bevor er wieder startet.
Im Unterschied zum Kurzzeitbetrieb kann beim Aussetzbetrieb keine Abkühlung auf die Raumtemperatur erfolgen, da die Pausen zu klein sind.
Nennen Sie einige Vorteile von Drehstrom- Kurzschlussankermotoren.
- Einfach,
- sehr betriebssicher,
- wartungsarm
- preisgünstig
- wichtige Typen genormt
Welche Nachteile haben Kurzschlussankermotoren?
- Grosser Anlaufstrom,
- Drehmoment beim Anlauf bescheiden,
- Drehzahl nur mit Frequenzumrichter regelbar
Erklären Sie die beiden Begriffe a) Stator und b) Rotor
- Der Stator ist der feststehende Teil eines Motors
- Der Rotor ist der bewegliche (rotierende) Teil eines Motors
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Lernkarten
Auf den Leistungsschildern von KSA-Motoren finden Sie folgende Angaben:
a) 3 x 400 V/230
b) Dreieck 3 x 400 V
c) Y 3 x 400 V
d) 3 x 690 V/ 400 V
und e) Y 3 x 690 V
Welche dieser Motorenangaben eignen sich für Stern-Dreieck-Anlauf im 3 x 400 V / 230 V-Netz?
b) Dreieck 3 x 400 V
d) 3 x 690 V/400 V und
e) Y 3 x 690 V
Welchen Nachteil haben die beiden statorseitigen Anlassverfahren Stern-Dreieck und Sanftanlasser?
Das Anzugsmoment und die Leistung sind sehr klein.
Wenn sich beim Stern-Dreieck-Anlaufverfahren im Stern-Betrieb der Anlaufstrom und das Anlaufmoment auf einen Drittel der Werte im Dreieck-Betrieb reduzieren, so hat dies mechanische Folgen. Beschreiben Sie die Problematik.
Es können nur kleine Lasten mit der Sternschaltung beschleunigt werden.
Welchen Vorteil haben elektronische Sanftanlaufgeräte gegenüber dem Stern-Dreieck-Anlauf?
Es gibt kein ruckartiges Hochlaufen, da es keinen Umschalt zeitpunkt gibt.
Welche elektronische Steuerungsart wird bei Sanftanlassern verwendet?
Die Phasenanschnittsteuerung
Beschreiben Sie den Ausdruck Rampenzeit im Zusammenhang mit Softstartern.
Während des Startvorgangs wird der Effektivwert der Spannung rampenförmig hochgefahren. Die Erhöhung der Spannung erfolgt linear, indem immer ein grösserer Teil der sinusförmigen Spannung an die Motoren gelangt.
Wodurch kann ein Frequenzumrichter (FU) die Drehzahl verstellen?
Durch Frequenzänderung
Aus welchen fünf elektronischen Baugruppen besteht ein FU?
Filter, Gleichrichter, Zwischenkreis, Wechselrichter und Steuereinheit
Wie bezeichnet man das Prinzip, bei dem eine pulsförmige Spannung am Verbraucher anliegt?
Pulsweiten-Modulation (PWM)
Warum brauchen FU-betriebene Motoren mit kleiner Drehzahl eine Fremdkühlung?
Wenn die Motorendrehzahl tief ist, kann der Lüfter nicht für den nötigen Luftdurchsatz sorgen.
Warum müssen zwischen FU und Motoren verlegte Kabel abgeschirmt sein und auf beiden Seiten mit dem PE verbunden werden?
Durch die hohen Signalfrequenzen strahlen die Kabel wie Antennen elektromagnetische Wellen aus, die zu Störungen führen.
Was lässt sich allgemein mittels herkömmlichen FU's einstellen?
Drezahl-Sollwert, Bremszeit, Hoch- und Auslaufzeiten, Minimal-Maximaldrehzahl
Was sind polumschaltbare Motoren?
- Motoren mit zwei getrennten Drehstrom- Statorwicklungen
- Dahlandermotoren
Welchen Vorteil haben Motoren mit getrennten Statorwicklungen gegenuber Dahlandermotoren
Die Polpaare und damit auch die Drehzahlen können in einem beliebigen Verhältnis stehen.
Welches Drehzahlverhältnis hat man bei der Dahlanderschaltung?
Die Dahlanderschaltung ermöglicht zwei Drehzahlen im Verhältnis 1 : 2
Wie heissen die beiden Stufen (Schaltungen) der Dahlanderschaltung
- Dreieck (hohe Polpaarzahl -> kleine Drehzahl).
- Doppelstern (kleine Polpaarzahl -> hohe Drehzahl)
Beschreibe Sie in einfache Form, was ein Linearmotor ist.
Linearmotoren arbeiten nach dem Prinzip von Kurzschlussankermotoren, nur entsteht keine kreisförmige Bewegung, sondern eine lineare, geradlinige Bewegungsrichtung.
Bei Linearmotoren ist ein magnetisches Wanderfeld wirksam.
Nenen Sie einige Besonderheiten von Synchronmotoren.
- Läuft nicht von selbst an
- Hat auch unter Last konstante, synchrone Drehzahl
- Fällt ausser Tritt bei Überlastung
Nennen Sie verschiedene Varianten für die elektrische Bremsung von Motoren und geben Sie Sie ein Anwendungsbeispiel an.
- Gegenstrombremsung (durch Drehrichtungsumkehr)
-> Bandsägen
- Übersynchrone Bremsung (Generatorbetrieb)
-> Polumschaltbare Motoren (Dahlander)
- Gleichstrombetrieb (kurzgeschlossener Generator)
-> Fördermaschinen
Gegeben ist ein KSA-Drehstrommotor mit den Nenndaten 3 x 400 V/ 230 V. Wie ist der Motor anzuschliessen, wenn 230 V (LNPE-Kabel) zur Verfügung stehen?
Bild
Bis zu welcher Motorenleistung werden Drehstrommotoren in Steinmetzschaltung betrieben?
Bis etwa 2Kw
Woür wird die Steinmetzschaltung in der Praxis eingesetzt?
Zum Antrieb von Betonmischern oder für Umwälzpumpen in Heizungsanlagen
Wie kann bei der Steinmetzschaltung die Drehrichtung gewechselt werden?
Der netzseitige Kondensatoranschluss ist von V1 auf U1 zu wechseln. (gestrichelte Linie bei der oberen Grafik)
Wie viel Prozent der Bemessungsleistung werden in der Steinmetzschaltung noch erreicht?
Ca. 70%
Wie gross ist das Bemessungsmoment (Nennmoment) mit der Steinmetzschaltung?
Noch ca. 50%
Wie lautet die Faustformel zur Bestimmung der Kondensatorgrösse?
- Bei 230 V (C [mikroF]= 70 x Motorenleistung in [kW]
- Bei 400V (C [mikroF]= 22 x Motorenleistung in [kW]
Warum kann die Spannung am Kondensator grösser sein als die Netzspannung?
Die Wicklung (Induktivität) und der Kondensator bilden einen Serieschwingkreis.
Beschreiben Sie den Kondensatormotor, bzw. den Einphasenmotor mit Hilfswicklung.
Im Stator sind je eine Haupt- und eine Hilfsphasenwicklung. Der Rotor ist als Käfigläufer ausgebildet.
Für den Anlauf werden ein Anlauf- und ein Betriebskondensator zugeschaltet der Anlaufkondensator wird durch einen Fliehkraftschalter, ein Strom- oder ein Thermorelais abgeschaltet.
Beschreiben Sie die Funktionsweise des Kondensatormotors.
Beim Einschalten wird durch den Kondensator in der Hilfsphase eine Phasenverschiebung erzeugt. Dadurch entstehen 2 Wechselfelder mit einer Phasenverschiebung. Es entsteht ein elliptisches Drehfeld. Nach dem Hochlauf wird der Anlaufkondensator abgeschaltet und der Betriebskondensator sorgt für einen guten cos phi
Welche Aufgabe hat der Kondensator mit der grossen Kapazität beim Kondensatormotor?
Er muss im Anlauf ein grosses Anzugsmoment erzeugen.
Welche Aufgabe hat der Kondensator mit der kleinen Kapazität beim Kondensatormotor?
Der Betriebskondensator (Kompensationskondensator), der im Anlauf den Anlaufkondensator unterstützt und im Betrieb für einen guten cos phi sorgt.
Womit kann der Anlaufkondensator eines Kondensatormotors abgeschaltet werden?
Durch einen Fliehkraftschalter, ein Stromrelais, ein Thermorelais
Bei welcher Anwendung mit 1~Motor wird ein ohmscher Widerstand in der Hilsphase verwendet?
Beim Kühlschrankmotor des Kompressorkühlschranks kann eine bifilare Wicklung im Stator in Serie zur Hilfsphase geschaltet werden, die dann eine Phasenverschiebung zur Hauptwicklung aufweist. Es braucht dann keinen separaten Kondensator und das Stromrelais schaltet die Hilfswicklung ab.
Was ist eine bifilare Wicklung?
Eine Wicklung, die gleich viele Windungen in Gegenrichtung hat und deshalb keine induktive Wirkung nach aussen besitzt.
Nennen Sie einige Verwendungszwecke für den Kondensatormotor.
Kompressorkühlschrank,
Waschmaschine
, Rasenmäher,
Umwälzpumpe
Wie kann die Drehrichtung am Kondensatormotor geändert werden?
Es muss die Stromrichtung in der Haupt- oder Hilfswicklung geändert werden.
Füär welche Leistung werden Kondensatormotoren (Hilfsphasenmotoren) gebaut?
1 bis 2 kW
Welche Vortleile gelten für den Kondensatormotor (Hilfsphasenmotor)?
- Kaum Wartung
- klein
- kompakt
- lange Lebensdauer (grundsätzlich die Vortelle des Käfigankermotors)
Wann sind der Anlauf- bzw. der Betriebskondensator eingeschaltet beim Kondensatormotor?
Anlaufkondensator nur während der Anlaufphase, Betriebskondensator immer.
Was ist speziell zu beachten bei der Dimensionierung von Kondensatoren für Kondensatormotoren
Die Spannung ist wesentlich höher als die Betriebsspannung des Motors, ca: 1.5 x Motornennspannung.
