Zur Berechnung einseitigmagnetischer Zugkräfte in Drehfeldmaschienen

Übersicht

Bei dem herkömmlichen Berechnungsverfahren für die einseitig magnetischen zugkräfte in Drehfeldmaschinen geht man von den Maxwell'schen Zugspannungen aus, die auf einen exzentrischen Läufer wirken. Der zeitlich konstante einseitig magnetische Zug ergibt sich aus parametrisch erregten Luftspaltfeldern, welche durch Leitwertschwankungen der Polpaarzahl eins entstehen. Die alteinative Ermittlung der Zugkräfte aus der magnetischen Energie des Luftspaltfeldes zeigt, daß Leitwertrehwellen der Polpaarzahl eins keinen Beitrag liefern. In dem Aufsatz wird der scheinbare Widerspruch zwischen den beiden Berechnungsverfahren aufgeklärt. Sowohl die Behandlung in mathematisch geschlossener Form als auch die Anwendung der Drehfeldtheorie ergeben, daß neben den bisher bekannten Gleichkräften bei Läuferexzentrizitäten zusätzliche Wechselkräfte entstehen, deren Frequenz bei statischen Exzentrizitäten gleich der doppelten Netzfrequenz und bei dynamischen Exzentrizitäten gleich der doppelten Schlupffrequenz ist. Die Amplituden der Wechselkräfte hängen von Polzahl und Größe der Verlagerung ab; bei zweipoligen Maschinen liegen sie in der Größenordnung von 50% der Gleichkräfte. Die Kräfte werden für Sperisung der Maschine aus einem starren Netz und mit konstanten Strom berechnet. Bei kleinen Exzentrizitäten sind die Unterschiede gering. Die bisher nicht beachteten einseitig magnetischen Wechselkräfte wurden an zwei Maschinen auch experimentell nachgewiesen. Um die fundamentalen Wirkungsmechanismen offen zu legen, wurden in der Arbeit Eisensättigung und Läuferrückwirkung vernachlässigt und nur der Grund-Strombelag berücksichtigt.

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Unbalanced magnetic pull (u.m.p.) in induction and synchronous machines is usually calculated by integrating the mechanical tension on the eccentric rotor around its surface. The invariant u.m.p. follows from parametric magnetic fields in the air-gap caused by a 2-pole-oscillation of the magnetic resistance. Whe deriving the u.m.p. from the magnetic energy it bcomes evident that the energy of the parametric waves is always zero. The apparent discrepancy between the