Grundlagen Gleichstrommaschinen

Produktionsprozesse von Stator und Rotor bis zur Qualitätsprüfung

Gleichstromtechnik ermöglicht in der industriellen Produktion erhebliche Energieeinsparungen und eine direkte Integration erneuerbarer Energien. Durch den Wegfall mehrfacher Umwandlungsverluste zwischen Wechsel- und Gleichstrom sinkt der Energiebedarf in Fertigungsanlagen um bis zu zehn Prozent, in Logistiksystemen sogar um bis zu 20 Prozent. Gleichzeitig reduziert sich der Kupferbedarf für Stromleitungen um rund 50 Prozent, da Gleichstromnetze mit weniger Phasen auskommen. Photovoltaikanlagen und Batteriespeicher lassen sich ohne aufwändige Synchronisierung direkt einbinden, was den Netzbezug um bis zu 30 Prozent senken kann. Genau diese Potenziale greift die Initiative DC-INDUSTRIE des ZVEI auf: Seit 2016 entwickeln über 39 Partner aus Industrie und Wissenschaft offene, herstellerunabhängige Gleichstromsysteme für die Fabrik der Zukunft. Das Projekt zeigt: Gleichstrom ist kein Auslaufmodell, sondern zentrale Schlüsseltechnologie für energieeffiziente, zukunftsfähige Produktionsumgebungen. Konstrukteure und Entwickler benötigen deshalb fundierte Kenntnisse über Aufbau, Wicklungstechnik, Kommutierung, Drehzahlsteuerung und Schadensmechanismen von Gleichstrommaschinen, um diese in moderne DC-Netzstrukturen, intelligente Ansteuerungen und dezentrale Energiesysteme sicher zu integrieren und die Gleichstromfabrik aktiv mitzugestalten.

Agenda

• Elektrischer Strom, Spannung, Magnetisches Feld, Lorentzkraft
• Grundsätzlicher Aufbau einer Gleichstrommaschine
• Erregerwicklungen, Arten der Schaltung
• Ankerwicklungen, Arten der Wicklung, Ankerrückwirkung
• Drehmoment, Drehzahl, Kennlinie
• Kommutator, Kommutierungsvorgang
• Drehzahlsteuerung, elektrische Ansteuerung durch Chopper
• Schadensmechanismen, Problemfelder
• Vorteile / Nachteile, Anwendungen

Ziele

Nach Abschluss des Seminars sind die Teilnehmenden in der Lage...

• die physikalischen Grundlagen von elektrischem Strom, Spannung, Magnetfeld und Lorentzkraft zu verstehen und anzuwenden,
• den grundsätzlichen Aufbau einer Gleichstrommaschine zu erläutern und zu bewerten,
• verschiedene Arten von Erregerwicklungen und deren Schaltungsvarianten zu unterscheiden,
• Ankerwicklungen zu analysieren sowie die Ankerrückwirkung zu erkennen und zu kompensieren,
• Drehmoment-Drehzahl-Kennlinien zu interpretieren und für Anwendungen auszulegen,
• den Kommutierungsvorgang und die Funktion des Kommutators nachzuvollziehen,
• Drehzahlsteuerung und elektrische Ansteuerung durch Chopper zu dimensionieren,
• typische Schadensmechanismen und Problemfelder zu identifizieren und Gegenmaßnahmen abzuleiten,
• Vorteile und Nachteile von Gleichstrommaschinen gegenüber anderen Antrieben zu bewerten und passende Anwendungen auszuwählen.

Zielgruppe

Konstrukteure und Produktentwickler, Fertigungsplaner, Technische Einkäufer, Prozessplaner, QS-Verantwortliche, Projektleiter Produktentwicklung, Technische Betriebsleiter, Produktionsleiter