Als Läuferstrom bezeichnet man in der Elektrotechnik den Strom, der im Läuferkreis eines Elektromotors fließt.[1] Der Läuferstrom kann entweder durch eine im Motor durch Induktion erzeugte Spannung[2] oder eine von außen zugeführte Spannung erzeugt werden.[3]
Entstehung und Verhalten
Durch das Speisen der Statorspulen eines Asynchronmotors mit einem symmetrischen Drehstrom wird im Läufer desselben Motors die Läuferspannung erzeugt.[4] Bedingt durch die Läuferspannung fließt im Läuferkreis ein Strom, der als Läuferstrom bezeichnet wird.[5] Die Amplitude dieses Stromes ist genauso gerichtet wie die Amplitude der Läuferspannung, jedoch ist der Läuferstrom ihr gegenüber um 120 Grad phasenverschoben.[6] Die Höhe des Läuferstromes ist von der Impedanz des Läufers[7] und der mechanischen Belastung des Motors abhängig.[6] Die Höhe des Läuferstromes lässt sich bei bestimmten Motoren, z. B. Schleifringläufermotoren, mittels Strommessgerät messen.[8] Allerdings ist diese Messung sehr ungenau, weshalb man in der Praxis den Läuferstrom aus der abgegebenen Leistung des Motors und der Läuferspannung berechnet.[9] Der Läuferstrom erzeugt im Motor ein zweites Magnetfeld.[10] Dieses Magnetfeld bewirkt im Statormagnetfeld ein Kraft.[4] Zusammen mit dem resultierenden Drehfeld wird ein Drehmoment hervorgerufen, was auf den Läufer einwirkt und den Läufer in Richtung des Drehfeldes beschleunigt.[6] Mit steigender Drehzahl verringert sich die Läuferspannung und somit auch der Läuferstrom.[4] Außerdem nimmt die Läuferfrequenz mit steigender Drehzahl des Läufers ab.[11] Dies wiederum hat zur Folge, dass auch der Blindwiderstand des Läufers abnimmt.[3] Mit abnehmendem Blindwiderstand verringert sich zudem auch die Phasenverschiebung zwischen der Läuferspannung und dem Läuferstrom.[4] Aufgrund des Läuferwiderstandes entstehen durch den Läuferstrom im Läufer Verluste,[12] die als Läuferkupferverluste bezeichnet werden.[13] Um diese Verluste für den Nennbetrieb des Motors zu minimieren, werden Stromverdrängungsläufer eingesetzt.[4]
Anwendung
Die Erzeugung des Läuferstromes durch Induktion wird bei Kurzschlussläufermotoren und Schleifringläufermotoren angewendet.[3] Bei Schleifringläufermaschinen lässt sich auch über die Schleifringe von extern eine Spannung aufschalten, die dann einen Läuferstrom erzeugt.[2] Dies erfolgt unter Zuhilfenahme eines Frequenzumrichters bei als doppelt gespeiste Asynchronmaschinen bezeichneten Maschinen.[14] Ebenso wird der Läuferstrom durch extern zugeführte Spannung bei Synchronmaschinen und bei klassischen Gleichstrommaschinen erzeugt.[3] Das physikalische Prinzip der Läuferstromerzeugung durch Induktion wird bei der Gleichstrombremsung mittels Frequenzumrichter verwendet.[15]
Einzelnachweise
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