Gleichstrommaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Drehzahl in einem weiten Bereich auch über die Nenndrehzahl hinaus gut steuerbar ist. Wenn die Maschine elektrisch erregt wird, gibt es zwei Möglichkeiten der Drehzahlsteuerung:
- Stellen der Drehzahl mittels variabler Ankerspannung:
Wird die Ankerspannung erhöht, so steigt der Ankerstrom IA, weil bei zunächst gleichbleibender EMK (Uo) die Spannung am Widerstand der Ankerwicklung RA steigt. Dadurch erhöht sich - bei konstantem Erregerfeld - das Drehmoment Md und die Maschine beschleunigt bis durch die dadurch steigende EMK (Uo) der Ankerstrom soweit zurückgegangen ist, dass Motormoment und Antriebsmoment übereinstimmen.
Da sich die Leistung und somit auch das Drehmoment quadratisch zur Ankerspannung verhalten, wird die Drehzahl im niedrigen Bereich sehr lastabhängig. Durch Änderung des Mittelwerts der Ankerspannung über Phasenanschnittssteuerung oder Pulsbreitensteuerung kann die Drehzahl bei annähernd gleichbleibendem Drehmoment besser gesteuert werden.
- Stellen der Drehzahl mit dem Erregerstrom:
Wenn die Maschine z.B. bei Nennspannung Un mit Nenndrehzahl nn läuft und das Erregerfeld FH durch Verringerung des Erregerstromes Ie geschwächt wird, steigt die Drehzahl der Maschine, da die induzierte Ankerspannung Uo (EMK) kleiner wird, wenn durch den Erregerstrom das Erregerfeld geschwächt wird. Dadurch steigt die Spannung am Ankerwiderstand und damit auch der Ankerstrom. Steigender Ankerstrom führt aber zu größerem Drehmoment und die Maschine beschleunigt so lange, bis durch die höhere Drehzahl die EMK (Uo) wieder ihren ursprünglichen Wert erreicht hat.
Vorsicht! Der Motor kann durchgehen, wenn der Erregerstrom zu klein ist oder ganz abgeschaltet wird. Die Drehzahl wird so hoch, dass der Anker auseinanderfliegt! (Siehe Kennlinie n = f(Ie) !)
|
Ersatzschaltbild Ankerstromkreis
n = f(UA)
|
Formeln / Zusammenhänge
n = f(Ie)
|
