Modelle elektrischer Antriebe

Auszug

Elektrische Antriebe sind in mechatronischen Systemen in einer großen Vielfalt vertreten. Sie dienen hauptsächlich der Erzeugung von Kräften und Bewegungen für mechanische Systeme. Beispiele sind elektrische Kraftmaschinen (Motoren) zum Antrieb von Arbeitsmaschinen oder elektrische Aktoren (Stellmotoren, Servomotoren) zum Antrieb von Stellgliedern. In beiden Fällen kann man direkt erzeugte Kräfte und Bewegungen in translatorischer oder rotatorischer Form unterscheiden. Im Folgenden werden zunächst der Aufbau und die Modellbildung von Elektromagneten und Gleichstrommotoren mit mechanischer und elektronischer Kommutierung exemplarischen behandelt. Dabei werden die wichtigsten Gleichungen dieser elektromagnetischen Komponenten so angegeben, wie sie zur Beschreibung des statischen und dynamischen Verhaltens mechatronischer Gesamtsysteme benötigt werden. Dann folgt eine Übersicht besonderer Bauarten von Gleichstrommotoren kleiner Leistung und ihres Betriebsverhaltens. Für Drehstrommotoren (Asynchron- und Synchronmotoren) und Wechselstrommotoren werden die wichtigsten Bauarten, das prinzipielle Betriebsverhalten und einige Modelle einschließlich der Leistungselektronik für drehzahlvariable Motoren betrachtet.