2 Fragen zu Synchronmaschine

Im Gegensatz zur Asynchronmaschine wird im Rotor einer Synchronmaschine ein konst Magnetfeld erzeugt. Dies kann entweder durch Permanentmagnete oder durch eine Gleichstromerregung Erregerwicklung geschehen. Dadurch dreht sich der Rotor synchron zur Frequenz des Statorfeldes, was bedeutet, dass die Drehzahl der Synchronmaschine direkt proportional zur Frequenz der angelegten Wechselspannung ist.

Die **Erregerspannung** (auch Erregerfeldspannung oder Feldspannung genannt) ist die Gleichspannung, die an die Erregerwicklung (Feldwicklung) einer Synchronmaschine angelegt wird, um das notwendige Magnetfeld zu erzeugen. **Berechnung der Erregerspannung in einer Synchronmaschine:** Die Erregerspannung \( E \) (auch Leerlauf-Induktionsspannung genannt) ergibt sich im Wesentlichen aus der Gleichung: \[ E = 4,44 \cdot f \cdot N \cdot \Phi \] - \( E \): Induzierte Spannung (Erregerspannung) pro Phase - \( f \): Frequenz (in Hz) - \( N \): Anzahl der Windungen pro Phase - \( \Phi \): Erregerfluss (magnetischer Fluss pro Pol) **Im Betrieb:** Im Generatorbetrieb gilt für die Synchronmaschine (vereinfachte Ersatzschaltung): \[ E = U + jI_s X_s \] - \( E \): Erregerspannung (Innenpolspannung) - \( U \): Klemmenspannung - \( I_s \): Statorstrom - \( X_s \): Synchrone Reaktanz **Ermittlung der Erregerspannung:** 1. **Im Leerlauf:** Die Erregerspannung entspricht der am Generator gemessenen Leerlaufspannung. 2. **Im Belastungsfall:** Die Erregerspannung wird aus der Klemmenspannung, dem Statorstrom und der synchronen Reaktanz berechnet (siehe Gleichung oben). **Zusammengefasst:** - Die Erregerspannung ist die Spannung, die durch das Erregerfeld erzeugt wird. - Sie hängt ab von der Erregerstromstärke, der Windungszahl und dem magnetischen Fluss. - Im Betrieb kann sie mit der Ersatzschaltung und den genannten Formeln berechnet werden. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: Synchronmaschine](https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmaschine).