Zum Buch

Das Buch ist konzipiert für den Einsteiger, der sich einen ersten Überblick über das Gebiet der elektrischen Maschinen und Antriebe verschaffen will. Um elektrische Maschinen und Antriebe verstehen zu können, muss man sich zuerst mit den Grundlagen der Elektrotechnik beschäftigen. Daher enthält dieses Buch auch eine umfangreiche Einführung in die elektrotechnischen Grundlagen und behandelt zunächst die elektrischen Größen des elektrischen und magnetischen Felds sowie die Gleich-, Wechsel- und Drehstromnetze.

Aufbauend auf diesen Grundlagen vermittelt das Buch dann, unter Beschränkung auf das Wesentliche, ein grundlegendes Verständnis des Aufbaus, und der Funktionsweise wichtiger elektrischer Maschinen wie Transformator, Drehstromasynchronmaschine, Drehstromsynchronmaschine und Gleichstrommaschine. Zum Schluss werden dann elektrische Antriebe als funktionale Einheit aus einem Elektromotor und geeigneten Energieversorgungs-, Schutz- und Steuer bzw. Regeleinrichtungen behandelt. Die heute am häufigsten vorkommenden Schaltungen in der Antriebstechnik, der netzgeführte Gleichrichter für den fremderregten Gleichstrommotor und der Transistorumrichter für Drehstromasynchronmotoren, stehen im Mittelpunkt der Betrachtungen. Die mathematischen Zusammenhänge sind möglichst einfach gehalten. Hinweise auf Anwendungen runden die theoretischen Ausführungen ab. Berechnungsbeispiele legen die prinzipielle Vorgehensweise bei der Anwendung der Theorie dar. Aufgaben am Ende eines Kapitels geben die Möglichkeit, den gelernten Stoff zu üben.

9783800730582

Inhalt
1.	Einleitender Überblick					17
	1.1	Der Weg der Energie vom Kraftwerk zum Verbraucher				17
	1.2	Anwendungen elektrischer Energie: Motoren und Antriebe				18
	1.3	Inhalte des Buchs				18
		1.3.1	Grundlagen der Elektrotechnik			19
		1.3.2	Elektrische Maschinen			19
		1.3.3	Elektrische Antriebe			19
2.	Grundbegriffe der Elektrotechnik					21
	2.1	Elektrische Ladung				21
	2.2	Quellen, Potential und Spannung				22
	2.3	Elektrischer Strom				24
	2.4	Elektrischer Grundstromkreis				24
	2.5	Elektrischer Widerstand (im Gleichstromkreis)				25
	2.6	Elektrische Energie (im Gleichstromkreis)				26
	2.7	Elektrische Leistung (im Gleichstromkreis)				26
	2.8	Wirkungsgrad				26
	2.9	Bezugspfeile für Strom und Spannung				27
		2.9.1	Spannungsbezugspfeile			28
		2.9.2	Strombezugspfeile			29
	2.10	Erzeuger- und Verbraucherpfeilsystem (EPS und VPS)				30
		2.10.1	Erzeugerpfeilsystem			30
		2.10.2	Verbraucherpfeilsystem			31
	2.11	Übungsaufgaben				31
3.	Lineare Gleichstromnetze					33
	3.1	Begriffsdefinitionen				33
	3.2	Komponenten linearer Gleichstromnetzwerke				34
		3.2.1	Ohm'scher Widerstand/Leitwert			35
		3.2.2	Ideale Energiequellen			36
	3.3	Topologie von Gleichstromnetzen				38
		3.3.1	Knoten und Zweige			39
		3.3.2	Maschen und Bäume			39
		3.3.3	Topologische Grundstrukturen			41
			3.3.3.1	Grundstromkreis		41
			3.3.3.2	Reine Reihenschaltung		42
			3.3.3.3	Reine Parallelschaltung		42
			3.3.3.4	Allgemeines Netz		42
	3.4	Fundamentale Berechnungsmethoden				43
		3.4.1	Ohm'sches Gesetz			43
		3.4.2	Kirchhoff'sche Regeln			43
			3.4.2.1	Knotenregel		43
			3.4.2.2	Maschenregel		44
	3.5	Lineare Quellen				45
		3.5.1	Verhalten realer Energiequellen			45
		3.5.2	Modelle für das Verhalten realer Energiequellen			45
		3.5.3	Kennzeichen linearer Quellen			46
		3.5.4	Lineare Spannungsquelle			47
		3.5.5	Lineare Stromquelle			48
		3.5.6	Hinweise zur Modellierung realer Quellen			48
		3.5.7	Umwandlung linearer Quellen			50
			3.5.7.1	Umwandlung einer linearen Spannungsquelle		50
			3.5.7.2	Umwandlung einer linearen Stromquelle		50
			3.5.7.3	Beispiel für äquivalente lineare Quellen		50
		3.5.8	Leistungsanpassung bei linearen Quellen			51
			3.5.8.1	Leistungsanpassung bei der linearen Spannungsquelle		51
			3.5.8.2	Leistungsanpassung bei der linearen Stromquelle		52
	3.6	Methoden zur Umformung von Netzwerken				53
		3.6.1	Berechnung von Widerstandsersatzschaltungen			53
			3.6.1.1	Reihenschaltung aus Ohm'schen Widerständen oder Leitwerten		53
			3.6.1.2	Parallelschaltung aus Ohm'schen Widerständen oder Leitwerten		54
			3.6.1.3	Sterne und Dreiecke aus Ohm'schen Widerständen		56
			3.6.1.4	Sterne und Dreiecke aus Ohm'schen Leitwerten		57
			3.6.1.5	Beispiel für die Berechnung einer Widerstandsersatzschaltung		57
			3.6.1.6	Widerstandsberechnung bei Punkten gleichen Potentials		59
		3.6.2	Berechnung von Quellenersatzschaltungen			60
	3.7	Berechnung von Spannungen und Strömen bei Serien- und Parallelschaltungen von Widerständen oder Leitwerten				62
		3.7.1	Spannungsteilerregel			62
		3.7.2	Stromteilerregel			63
	3.8	Berechnung stark verzweigter Netzwerke				64
		3.8.1	Zweigstromanalyse			65
		3.8.2	Zweipoltheorie			69
	3.9	Übungsaufgaben				73
4.	Elektrische und magnetische Felder					75
	4.1	Grundlagen der Feldtheorie				75
		4.1.1	Experimentelle Erfahrungen			75
		4.1.2	Der (physikalische) Feldbegriff			77
		4.1.3	Lokale und globale (integrale) Feldgrößen			77
			4.1.3.1	Lokale Feldgrößen		78
			4.1.3.2	Globale (integrale) Feldgrößen		78
			4.1.3.3	Die Feldgrößen des elektrischen Strömungsfelds		79
			4.1.3.4	Die Feldgrößen des elektrostatischen Felds		82
			4.1.3.5	Die Feldgrößen des magnetischen Felds		85
			4.1.3.6	Ferromagnetische Materialien		88
			4.1.3.7	Lorentzkraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld		89
			4.1.3.8	Zugspannungen im Magnetfeld und im elektrostatischen Feld		91
			4.1.3.9	Feldlinien		91
			4.1.7.1	Definition		92
			4.1.7.2	Magnetische Feldlinien an Grenzflächen		92
			4.1.7.3	Feldlinienverlauf bei homogenen Feldern		94
	4.2	Die Maxwell'schen Gleichungen				94
		4.2.1	Die Feldgleichungen			96
			4.2.1.1	Das Durchflutungsgesetz (1. Maxwell'sche Gleichung)		96
			4.2.1.2	Das Induktionsgesetz (2. Maxwell'sche Gleichung)		102
		4.2.2	Die Kontinuitätsgleichungen (Quellen und Wirbel)			108
			4.2.2.1	Quelleneigenschaft des elektrostatischen Felds		109
			4.2.2.2	Wirbeleigenschaft des magnetischen Felds		110
		4.2.3	Die Materialgleichungen			110
	4.3	Anwendungsbeispiel: Kondensator				111
		4.3.1	Begriffsdefinitionen			111
			4.3.1.1	Kondensator		111
			4.3.1.2	Kapazität		112
		4.3.2	Parallel- und Reihenschaltung von Kapazitäten			112
			4.3.2.1	Parallelschaltung		112
			4.3.2.2	Reihenschaltung		113
		4.3.3	Der Kondensator als Energiespeicher			114
			4.3.3.1	Laden des Kondensators und fundamentale i-u -Beziehung		114
			4.3.3.2	Gespeicherte Energie des Kondensators		116
			4.3.3.3	Entladen des Kondensators		116
	4.4	Anwendungsbeispiel: Spule				118
		4.4.1	Begriffsdefinitionen			118
			4.4.1.1	Spule		118
			4.4.1.2	Selbstinduktion		119
		4.4.2	Fundamentale i-u -Beziehung und Induktivität			119
		4.4.3	Schaltungen magnetisch nicht gekoppelter Spulen			122
			4.4.3.1	Reihenschaltung		122
			4.4.3.2	Parallelschaltung		122
		4.4.4	Spule als Energiespeicher			123
			4.4.4.1	Bestromen der Spule		123
			4.4.4.2	Gespeicherte Energie der Spule		124
			4.4.4.3	Entstromen der Spule		125
	4.5	Anwendungsbeispiel: Transformator (Grundlagen)				127
		4.5.1	Magnetisch gekoppelte Spulen			127
		4.5.2	Gegeninduktion			128
		4.5.3	Gegeninduktivität			128
		4.5.4	Transformatorprinzip			128
	4.6	Übungsaufgaben				130
5.	Lineare Wechselstromnetze					133
	5.1	Begriffe				133
		5.1.1	Wechselstromnetz/Sinusstromnetz			133
		5.1.2	Komponenten von Wechselstromnetzen			133
		5.1.3	Wirk-und Blindleistung			134
	5.2	Sinusförmige Spannungen und Ströme				134
		5.2.1	Mathematische Beschreibung			134
		5.2.2	Grafische Darstellung elektrischer Sinusgrößen			137
			5.2.2.1	Festlegung des Zeitnullpunkts		137
			5.2.2.2	Sinusgrößen als Funktion des Winkels		137
			5.2.2.3	Sinusgrößen als Funktion der Zeit		138
			5.2.2.4	Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom		138
		5.2.3	Integrale Kennwerte sinusförmiger Größen			139
			5.2.3.1	Arithmetischer Mittelwert		139
			5.2.3.2	Effektivwert		141
		5.2.4	Darstellung sinusförmiger Größen durch komplexe Zeiger			142
			5.2.4.1	Exponentialform		143
			5.2.4.2	Algebraische Form		144
			5.2.4.3	Komplexer Drehzeiger		145
			5.2.4.4	Reelle Zeitfunktion		146
			5.2.4.5	Beispiel für das Rechnen mit sinusförmigen Wechselgrößen		147
			5.2.4.6	Zeigerdiagramm und Phasenwinkel φ		149
	5.3	Komponenten linearer Wechselstromnetze				150
		5.3.1	Ideale Wechselspannungsquellen			150
		5.3.2	Reale Wechselspannungsquellen			151
		5.3.3	Allgemeine komplexe Widerstände und Leitwerte			151
		5.3.4	Verhalten eines Ohm'schen Widerstands/Leitwerts bei sinusförmiger Wechselspannung			153
		5.3.5	Verhalten einer Spule bei sinusförmiger Wechselspannung			154
		5.3.6	Verhalten eines Kondensators bei sinusförmiger Wechselspannung			156
		5.3.7	Zusammenfassung der Zeigerdiagramme			158
	5.4	Berechnung linearer Wechselstromnetze				159
		5.4.1	Fundamentale Berechnungsmethoden			159
			5.4.1.1	Ohm'sches Gesetz in komplexer Form		159
			5.4.1.2	Kirchhoff'sche Regeln in komplexer Form		160
		5.4.2	Komplexe Widerstands- und Leitwertsersatzschaltungen			161
			5.4.2.1	Reihenschaltung		161
			5.4.2.2	Parallelschaltung		163
		5.4.3	Effektivwertzeigerdiagramme			165
		5.4.4	Komplexe Spannungsteilerregel			166
		5.4.5	Komplexe Stromteilerregel			168
	5.5	Leistung im Wechselstromnetz				170
		5.5.1	Momentanleistung am Verbraucher			171
		5.5.2	Momentane Wirk- und Blindleistung			172
		5.5.3	Mittlere Leistungen			174
		5.5.4	Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Leistungsfaktor			175
		5.5.5	Komplexe Leistung			177
		5.5.6	Blindleistungskompensation (klassisch)			178
	5.6	Übungsaufgaben				183
6.	Lineare Drehstromnetze					185
	6.1	Vorteile von Drehstromsystemen				185
	6.2	Drehstromgeneratoren				185
		6.2.1	Prinzip der Drehstromerzeugung			185
		6.2.2	Symmetrisches dreiphasiges Spannungssystem			187
		6.2.3	Verkettung			188
			6.2.3.1	Sternschaltung des Generators (4-Leiter-Netz)		189
			6.2.3.2	Dreieckschaltung des Generators (3-Leiter-Netz)		192
	6.3	Drehstromverbraucher				192
		6.3.1	Symmetrische und unsymmetrische Verbraucher			192
		6.3.2	Drehstromverbraucher am 4-Leiter- und 3-Leiter-Netz			193
	6.4	Berechnung von Drehstromnetzen				195
		6.4.1	Drehstromverbraucher am 4-Leiter-Netz			195
			6.4.1.1	Sternschaltung		195
			6.4.1.2	Dreieckschaltung		199
		6.4.2	Drehstromverbraucher am 3-Leiter-Netz			204
			6.4.2.1	Sternschaltung		204
			6.4.2.2	Dreieckschaltung		204
	6.5	Leistung im Drehstromnetz				204
		6.5.1	Ausgangslage für die Leistungsberechnung			204
		6.5.2	Momentanleistung			205
		6.5.3	Komplexe Leistung, Wirk-, Blind- und Scheinleistung			206
		6.5.4	Drehstromleistung bei symmetrischer Last			208
		6.5.5	Kollektive Leistung			210
	6.6	Blindleistungskompensation im Drehstromnetz (klassisch)				210
		6.6.1	Problemstellung			210
		6.6.2	Sternschaltung der Kondensatoren			211
		6.6.3	Dreieckschaltung der Kondensatoren			212
	6.7	Übungsaufgaben				213
7.	Überblick über elektrische Maschinen					215
	7.1	Unterscheidungsmerkmale für elektrische Maschinen				215
	7.2	Haupttypen elektrischer Maschinen				215
		7.2.1	Transformator			215
		7.2.2	Rotierende elektrische Maschinen und Linearmaschinen			217
			7.2.2.1	Drehfeldmaschine		217
			7.2.2.2	Einphasen-Wechselstrommaschine		218
			7.2.2.3	Gleichstrommaschine		219
			7.2.2.4	Schrittmotor		219
	7.3	Spezielle Typen rotierender elektrischer Maschinen				220
		7.3.1	Servomotor			220
		7.3.2	Elektronisch kommutierter Motor			221
		7.3.3	Reluktanzmaschine			221
		7.3.4	High-Torque-Motor (Direktantrieb)			221
8.	Transformator					223
	8.1	Mechanischer Aufbau				224
		8.1.1	Eisenkern			225
		8.1.2	Wicklungen			227
	8.2	Funktionsprinzip des Einphasentransformators				230
	8.3	Bezugspfeile beim Einphasentransformator				231
		8.3.1	Wicklungssinn			231
		8.3.2	Magnetische Kopplung und Strombezugspfeile			232
		8.3.3	Klemmenspannungen			234
		8.3.4	Schema für die Festlegung der Bezugspfeile			234
	8.4	Der ideale Einphasentransformator				237
		8.4.1	Bezugspfeile und Wicklungssinn			237
		8.4.2	Ideale Spannungstransformation			238
		8.4.3	Ideale Stromtransformation			239
		8.4.4	Ideale Widerstandstransformation			241
	8.5	Der reale Einphasentransformator				241
		8.5.1	Vollständiges Ersatzschaltbild des Einphasentransformators			242
			8.5.1.1	Kupferverluste		242
			8.5.1.2	Unvollständige magnetische Kopplung		243
			8.5.1.3	Eisenverluste		245
		8.5.2	Leerlauf-und Kurzschlussversuch			246
			8.5.2.1	Leerlaufversuch		246
			8.5.2.2	Kurzschlussversuch		248
			8.5.2.3	Berechnungsbeispiel		252
		8.5.3	Nennbetrieb (Kapp'sches Dreieck)			253
	8.6	Drehstromtransformator				254
		8.6.1	Aufbau eines Drehstrom-Kerntransformators			254
		8.6.2	Wicklungen und Schaltungen			254
		8.6.3	Schaltgruppen			255
			8.6.3.1	Kennbuchstaben		255
			8.6.3.2	Kennzahl		256
		8.6.4	Elektrisches Ersatzschaltbild bei symmetrischer Last			257
			8.6.4.1	Nennspannungen		258
			8.6.4.2	Übersetzungsverhältnis		258
	8.7	Übungsaufgaben				261
9.	Drehstromasynchronmaschine					263
	9.1	Aufbau des Drehstromasynchronmotors				263
	9.2	Funktionsweise				266
		9.2.1	Schlupf			267
		9.2.2	Ständerdrehfeld			268
		9.2.3	Läufer-und Luftspaltdrehfeld			271
		9.2.4	Drehmomentbildung			271
	9.3	Elektrisches Ersatzschaltbild				273
	9.4	Leistungsbilanz des Drehstromasynchronmotors				277
	9.5	Ortskurve des Ständerstroms (Heyland-Kreis)				280
	9.6	Drehmoment-Schlupf-Kennlinie (Kloss'sche Formel)				283
	9.7	Übungsaufgaben				287
10.	Drehstromsynchronmaschine					289
	10.1	Aufbau des Drehstromsynchrongenerators				289
	10.2	Funktionsweise des Drehstromsynchrongenerators				291
	10.3	Elektrisches Ersatzschaltbild				293
	10.4	Betrieb am starren Netz				295
		10.4.1	Synchronisierung mit dem Netz			295
		10.4.2	Drehstromgenerator als Blindleistungserzeuger			296
		10.4.3	Drehstromgenerator als Wirkleistungserzeuger			297
	10.5	Übungsaufgaben				299
11.	Gleichstrommaschine					301
	11.1	Grundlegende physikalische Gesetze				301
		11.1.1	Kraft auf stromdurchflossene gerade Leiter im Magnetfeld			301
		11.1.2	Spannungserzeugung in der Läuferwicklung			304
	11.2	Aufbau des Gleichstrommotors				305
		11.2.1	Ständer			306
		11.2.2	Läufer, Kommutator und Bürsten			310
			11.2.2.1	Läuferblechpaket		311
			11.2.2.2	Kommutator und Bürsten		311
			11.2.2.3	Stromverlauf bei der Kommutierung		313
			11.2.2.4	Ankerwicklung		315
			11.2.2.5	Ankerrückwirkung		318
	11.3	Die Grundgleichungendes Gleichstrommotors				319
		11.3.1	Induzierte Spannung			319
		11.3.2	Drehmoment			321
			11.3.2.1	Leistungsbilanz des Gleichstrommotors		321
			11.3.2.2	Drehmoment als Funktion von Fluss und Strom		322
			11.3.2.3	Drehmoment als Funktion der Drehzahl ( M-n -Kennlinie)		322
	11.4	Erregungsarten und elektrische Ersatzschaltbilder				323
		11.4.1	Erregung von Gleichstrommotoren			323
		11.4.2	Elektrische Ersatzschaltbilder			324
			11.4.2.1	Fremderregter Gleichstrommotor		324
			11.4.2.2	Nebenschlussmotor		325
			11.4.2.3	Reihenschlussmotor		326
	11.5	Betriebsverhalten von Gleichstrommotoren				327
		11.5.1	Nebenschlussverhalten			327
		11.5.2	Reihenschlussverhalten			328
	11.6	Übungsaufgaben				331
12.	Elektrische Antriebe					333
	12.1	Einführende Übersicht				333
		12.1.1	Leistungsantrieb			333
		12.1.2	Ungesteuerte, gesteuerte und geregelte Antriebe			335
			12.1.2.1	Ungesteuerter Antrieb		335
			12.1.2.2	Gesteuerter Antrieb		335
			12.1.2.3	Geregelter Antrieb		336
		12.1.3	Einsatz-und Betriebsbedingungen			337
			12.1.3.1	Bauform und Aufstellung (IM)		337
			12.1.3.2	Schutzart (IP)		337
			12.1.3.3	Kühlung (IC)		337
			12.1.3.4	Betriebsarten		338
	12.2	Physikalische Grundgesetze der Antriebstechnik				338
		12.2.1	Das dynamische Grundgesetz der Rotation			339
			12.2.1.1	Bezugspfeile für Drehzahl und Drehmoment		339
			12.2.1.2	Bewegungsgleichung eines rotierenden Körpers		339
			12.2.1.3	Freischneiden		340
			12.2.1.4	Beispiel für das Aufstellen einer Bewegungsgleichung		340
		12.2.2	Umrechnung von Bewegungsgrößen			341
			12.2.2.1	Umrechnung von translatorischer Bewegung in rotatorische		341
			12.2.2.2	Umrechnung von Drehmomenten		342
			12.2.2.3	Umrechnung von Trägheitsmomenten bei rotierenden Massen		343
			12.2.2.4	Umrechnung von Trägheitsmomenten bei geradlinig bewegten Massen		344
			12.2.2.5	Beispiel für die Umrechnung von Bewegungsgrößen		345
	12.3	StationäreM-n-Kennlinien und Arbeitspunktstabilität				346
		12.3.1	StationäreML-n-Kennlinien von Arbeitsmaschinen			347
			12.3.1.1	Konstante Antriebsleistung		347
			12.3.1.2	Konstantes Lastmoment		347
			12.3.1.3	Quadratisch ansteigendes Lastmoment		348
		12.3.2	Stationäre MM- n -Kennlinien von Motoren			348
		12.3.3	Stationärer Arbeitspunkt			350
			12.3.3.1	Drehmomentgleichung		350
			12.3.3.2	Beispiel für eine Arbeitspunktberechnung		351
		12.3.4	Statische Stabilität im Arbeitspunkt			352
	12.4	Antriebsdynamik				356
		12.4.1	Langsame Drehzahländerungen			356
			12.4.1.1	Konstantes Beschleunigungsmoment		357
			12.4.1.2	Linear abnehmendes Beschleunigungsmoment		358
			12.4.1.3	Beliebiger Verlauf des Beschleunigungsmoments		359
		12.4.2	Schnelle Drehzahländerungen			359
	12.5	Klassische Verfahren der Drehzahlsteuerung				362
		12.5.1	Drehzahlsteuerung beim Drehstromasynchronmotor			363
			12.5.1.1	Grundsätzliche Möglichkeiten		363
			12.5.1.2	U-f-Steuerung		363
		12.5.2	Drehzahlsteuerung beim Gleichstrommotor			365
	12.6	Stromrichterantriebe				368
		12.6.1	Stromrichterventile			368
			12.6.1.1	Diode		369
			12.6.1.2	Thyristor		370
			12.6.1.3	Leistungstransistor		372
		12.6.2	Stromrichter			373
		12.6.3	Netzgeführter Stromrichter für Gleichstrommotoren			375
			12.6.3.1	Wechselstrombrückenschaltung mit Dioden		375
			12.6.3.2	Wechselstrombrückenschaltung mit Thyristoren		377
			12.6.3.3	Drehstrombrückenschaltung		379
		12.6.4	Transistorumrichter für den Drehstromasynchronmotor			380
			12.6.4.1	Grundsätzlicher Aufbau eines U-Umrichters		380
			12.6.4.2	Pulsweitenmodulation		381
	12.7	Antriebsregelung				386
		12.7.1	Struktur eines geregelten Antriebs			386
			12.7.1.1	Verfahren für die Lage-und Drehzahlregelung		387
			12.7.1.2	Aufbau von Gesamt-Antriebsmodulen		388
		12.7.2	Netzteil			389
		12.7.3	Leistungsteil-Interface			390
		12.7.4	Signalverarbeitungseinheit			390
		12.7.5	Schnittstellen			390
	12.8	Übungsaufgaben				395
Lösungen der Übungsaufgaben						397
Literatur						405
Stichwortverzeichnis						407

Zu den Autoren

Prof. Dr. Hermann Merz lehrt an der Hochschule Mannheim, Fakultät für Elektrotechnik, u. a. Grundlagen der Elektrotechnik und Elektrische Messtechnik. Prof. Dr. Götz Lipphardt lehrt an der Hochschule Mannheim, Fakultät für Elektrotechnik, Elektrische Energietechnik, Leistungselektronik und Elektrische Antriebe.

Vorwort zur 2., erweiterten und aktualisierten Auflage

Elektrische Antriebe sind aus dem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken. Ob als elektrische Fensterheber im Auto, als Werkzeugmaschinenantrieb in einer Fabrik, als Bohrmaschine im Handwerk oder als Mixer im Haushalt - elektrische Antriebe erleichtern die tägliche Arbeit im privaten Leben und senken die Produktionskosten in der Industrie. Der Markt für elektrische Antriebe ist ein Milliardenmarkt, und daher ist es nicht verwunderlich, dass sich neben den Elektroingenieuren auch Ingenieure anderer Fachrichtungen sowie Kaufleute in Studium und Beruf mit elektrischen Antrieben befassen müssen.

Um elektrische Antriebe verstehen zu können, muss man sich zuerst mit den Grundlagen der Elektrotechnik und den elektrischen Maschinen beschäftigen. Daher enthält dieses Buch auch eine umfangreiche Einführung in die elektrotechnischen Grundlagen und stellt die wichtigsten elektrischen Maschinen vor. In Anbetracht der beschränkten Seitenzahl können nicht alle Themen erschöpfend behandelt werden. Die Inhalte sind mathematisch und fachlich möglichst einfach gehalten, damit sie nicht nur für Studierende der Elektrotechnik, sondern z. B. auch für Studierende des Maschinenbaus und des Wirtschaftsingenieurwesens gut verständlich sind. Es freut mich, dass ich meinen Kollegen, Herrn Prof. Dr. Götz Lipphardt, langjähriger Entwickler elektrischer Antriebe, als Koautor für die 2. Auflage des Buchs gewinnen konnte.

Gegenüber der 1. Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet und aktualisiert sowie zum Teil neu angeordnet bzw. gegliedert. Neu hinzugekommen ist das Kapitel 7, das einen Überblick über elektrische Maschinen bietet und der Orientierung und Einordnung dienen soll. Dem oft geäußerten Wunsch nach Übungsaufgaben wurde Rechnung getragen.

Wir wünschen den Lesern der 2. Auflage viel Freude und Erfolg beim Durcharbeiten des Buchs und bedanken uns bei Herrn Dipl -Ing. R. Werner, dem zuständigen Lektor beim VDE VERLAG, für die angenehme Zusammenarbeit.

Mannheim, im Februar 2008

Hermann Merz
Götz Lipphardt