Elektrische Motoren und Antriebe
Autoren:
Autoren Martin Doppelbauer, Manfred Stiebler und Konrad Reichert
Chronik:
1763 Elektromotor als Kuriosität: A. Gordon baut elektrisch geladenen Metallstern, der sich bei Entladung dreht 1800 Allessandro Volta erzeugt erstmals einen kontinuierlichen elektrischen Strom aus einem Stapel von Silber- und Zinkplatten. 1820 Hans Christian Oersted erkennt die Erzeugung eines magnetischen Feldes durch elektrische Ströme aus der Beobachtung der Ablenkung einer Kompassnadel. 1820 André-Marie Ampère erfindet die Zylinderspule (Solenoid). 1821 Michael Faraday entwirft zwei Anordnungen zur elektromagnetischen Rotation eines senkrecht aufgehängten Drahtes in kreisförmiger Bahn um einen Magneten. 1822 Peter Barlow baut das drehende Barlowsche Rad, eine Unipolarmaschine. 1823 W. Faraday und P. Barlow bauen erste elektrische Rotationsapparate 1825 - 1826 William Sturgeon erfindet den Elektromagneten, eine Spule mit Eisenkern zur Feldverstärkung. 1827 1827-28 A. Jedlik in Ungarn zeichnet den Konstruktionsplan eines Elektromotors, 1861 als Unipolarmaschine einmal ausgeführt 1829 -1830 Istvan Jedlik baut einen Rotationsapparat mit Elektromagneten und Stromwender. 1831 Michael Faraday entdeckt und erforscht die elektromagnetische Induktion, d.h. die Erzeugung eines elektrischen Stromes aufgrund eines veränderlichen Magnetfeldes. 1831 Joseph Henry findet unabhängig von Faraday ebenfalls das Induktionsgesetz und baut eine kleine, elektromagnetisch angetriebene oszillierende Wippe. 1832 Savatore dal Negro baut, vermutlich inspiriert von Henrys Apparat, eine ähnliche, oszillierende Maschine, die allerdings durch ein Klinkengetriebe Rotation erzeugt. 1832 Erste zeitgenössisch publizierte Beschreibung einer rotierenden magnetelektrischen Maschine durch einen anonymen Briefschreiber mit den Initialen P.M., den man mittlerweile mit hoher Wahrscheinlichkeit als den Iren Frederick Mc-Clintock aus Dublin identifiziert hat durch einen Brief an Michael Faraday vom 26. Juli 1832, der ihn kurz darauf veröffentlicht hat. 1832 Hippolyte Pixii baut den ersten Rotationsapparat zur Erzeugung von Wechselstrom, der im September 1832 bei einem Treffen der Académie des Sciences öffentlich vorgestellt wird. Er verbessert sein Gerät noch im gleichen Jahr durch Hinzufügen eines Schaltgerätes und kann nun pulsierenden Gleichstrom erzeugen. 1832 William Ritchie (Engländer) berichtet im März 1833 über einen nach eigenen Angaben bereits neun Monate zuvor im Sommer 1832 gebauten drehenden elektromagnetischen Generator mit vier Rotorspulen, Stromwender und Bürsten. Ritchie wird daher allgemein als der Erfinder des Kommutators angesehen. 1833 William Sturgeon baut im Herbst 1832 einen elektrischen Drehapparat, den er am 21. März 1833 bei einem Vortrag in London öffentlich vorführt. 1833 Heinrich Friedrich Emil Lenz findet das „Gesetz der Reziprozität der magnetoelektrischen und elektromagnetischen Erscheinungen“, also die Umkehrbarkeit von Elektrogenerator und -motor. Nachdem in den Anfangsjahren der Elektrotechnik zwischen Magnet-Elektrischen Maschinen, also Stromerzeugern, und Elektro-Magnetischen Maschinen, also Elektromotoren, streng unterschieden wurde, wird das Gesetz nach der Veröffentlichung 1834 in Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie langsam Allgemeingut der Physiker. 1833 W. Ritchie baut einen rotierenden Apparat, bei dem er 7är einem Stahlmagnet einen Elektromagnet rotieren lässt. Er benutzt auch den ersten Stromwender, der in dem Elektromagnet für eine abwechselnde Änderung der Stromrichtung sorgt 1834 J. Saxton baut eine rotierende elektr. Maschine ähnlich der von Ritchie (vgl. 1833) 1834 Moritz Herman Jacobi baut im Frühjahr 1834 einen Motor, der ein Gewicht von 10 bis 12 Pfund mit einer Geschwindigkeit von einem Fuß pro Sekunde hebt, was umgerechnet rund 15 Watt mechanischer Leistung entspricht. Jacobi hat damit als Erster einen brauchbaren rotierenden Elektromotor zustande gebracht und 1835 dazu eine ausführliche wissenschaftliche Denkschrift veröffentlicht, die ihm die Doktorwürde der Universität Königsburg einbrachte. 1834 Thomas Davenport und Orange Smalley stellen einen Rotationsapparat her, den sie im Dezember 1834 erstmals öffentlich vorstellen. 1834 H. F. E. Lenz weist darauf hin, dass eine elektr. Maschine grundsätzlich sowohl als Generator, als auch als Motor verwendet werden kann 1835 Sibrandus Stratingh und Christopher Becker bauen ein kleines (30 x 25 cm), elektrisch angetriebenes dreirädriges Fahrzeug von etwa 3 kg Gewicht, das rund 15 bis 20 Minuten lang auf einem Tisch umherfahren kann, bis die Batterie leer ist. 1836 Johann Philipp Wagner stellt in der Senckenbergischen Naturforschenden Gesellschaft einen Apparat vor, der in etwa dem System der beiden Holländer Stratingh und Becker entspricht und 10 Minuten läuft, bis die Batterie leer ist. 1837 Davenport entwickelt seinen Motor weiter und meldet ihn am 5. Februar 1837 zum Patent an ("Verbesserung einer Drehmaschine durch Magnetismus und Elektromagnetismus"). Es ist das erste Patent auf einen Elektromotor. 1838 Jacobi verbessert seinen Motor wesentlich und treibt damit ein rund 8 m langes Boot mit Schaufelrädern auf dem Fluss Neva bei St. Petersburg an. Der Antrieb erreichte 1/5 bis 1/4 PS Leistung (rund 300 W); das Boot fährt mit ca. 2,5 km/h eine 7,5 km lange Strecke und kann ein Dutzend Passagiere befördern. 1838 J. Ph. Wagner baut einen Wagen mit Elektromotor, der 1841 in Dinglers Polytechnischem Journal beschrieben wird 1838 Charles G. Page beginnt, sich mit Elektromotoren zu beschäftigen. Über die nächsten rund 20 Jahre baut Page immer weiter verbesserte, leistungsstärkere Maschinen. Seine Motoren wurden in den USA per Katalog verkauft und erreichten einen hohen Bekanntheitsgrad. 1839 Im Sommer testet Jacobi einen nochmals verbesserten Motor mit drei- bis vierfacher mechanischer Leistung gegenüber 1838 (rund 1 kW). Sein Boot erreicht nun 4 km/h. 1837 - 1842 Robert Davidson entwickelt seit 1837 ebenfalls Elektromotoren. Er fertigt später mehrere Antriebe für eine Drehbank und Modellfahrzeuge. 1840 Maschine ähnlich Wagner: W. H. Taylor, England 1841 - 1844 Auf Initiative Wagners setzt der Deutsche Bund im Jahre 1841 unter Führung von Preußen, Bayern und Österreich eine Prämie von 100.000 Gulden für den Bau einer elektrischen Maschine aus, deren Antriebskraft günstiger als die von Pferden, Dampf oder Menschenkraft sei. 1844 E. Stöhrer in Leipzig baut eine Maschine mit Kommutator 1847 Elektromotor der Firma Froment in Paris 1851 Page steigert seine Motoren auf 8 bis 20 PS Leistung. Mit zwei Motoren treibt er eine 10 Tonnen schwere Lokomotive mit einer Spitzengeschwindigkeit von 30 km/h an. Damit fährt er die Strecke von Washington nach Bladenburg in 19 Minuten. Eine weitere, 12 Tonnen schwere Lokomotive von Page fährt 1854 auf der Strecke von Baltimore nach Ohio. 1851 W. J. Sinsteden erfindet den Einphasen-Synchronmotor. Er gibt auch an, dass sich bei Unterteilung des Eisens die Verluste verringern 1856 Werner Siemens erfindet den Stromgenerator mit Doppel-T-Anker und legt damit erstmals eine Wicklung in zwei Nuten. Diese Erfindung markiert einen Wendepunkt in der Konstruktion von elektrischen Maschinen. In den folgenden Jahrzehnten verschwinden alle früheren Konstruktionen vom Markt. Bis heute werden fast alle Elektromotoren mit Wicklungen in Nuten gebaut. 1860 P. M. Egger gibt einen Elektromotor mit feststehenden Spulen an 1861 James Clerk Maxwell fasst alle bisherigen Erkenntnisse über Elektromagnetismus in 20 fundamentalen Gleichungen zusammen. Um 1882 reduziert Oliver Heaviside das System auf nur 4 Gleichungen mit 4 Variablen, die bis heute Gültigkeit haben und die Theorie der Elektrotechnik (makroskopisch) umfassend beschreiben. 1866 Werner Siemens entwickelt die dynamoelektrische Maschine auf Basis des Doppel-T-Ankers. Damit steht endlich ein leistungsfähiger Stromerzeuger zur Verfügung, und der Siegeszug der Elektrizität beginnt. 1867 J. Kravogl erhält ein österreichisches Patent auf seinen "Kraftrad" genannten Elektromotor 1871 Der Italiener Antonio Pacinotti erfindet den Ringanker (Ringläufer), mit dem man einen gleichmäßigen Gleichstrom produzieren kann. Die Idee wird von Zénobe Théophil Gramme (Belgier) aufgenommen und kommerziell erfolgreich umgesetzt. In den Folgejahren machen Grammes Ringanker-Maschinen den Siemens Doppel-T-Anker Maschinen erhebliche Konkurrenz. Grammes Konstruktion ist der Nutenwicklung jedoch technisch unterlegen und wird heute daher nicht mehr verwendet. 1872 Friedrich von Hefner-Alteneck, ein enger Mitarbeiter von Werner Siemens, beginnt mit der Weiterentwicklung des Doppel-T-Ankers zum Trommelanker. Dazu umwickelt er einen zylinderförmigen Anker mit Draht. Erst 1875 bekommt er das Problem der Wirbelströme in den Griff, indem er wie Gramme Eisendrähte für den Magnetkern verwendet. 1873 Auguste Pellerin schlägt vor, den Eisenkern zur Vermeidung der Verluste durch Wirbelströme in viele einzelne, gegeneinander isolierte Bleche zu unterteilen. Allerdings verfolgt er seine Idee selbst nicht weiter. 1877 In der Gewehrfabrik in Spandau läuft eine von einem Elektromotor angetriebene Transmission 1879 W. Baily führt der Physikal. Gesellschaft in London den Vorläufer eines Mehrphasen-Asynchronmotors vor 1879 Werner Siemens führt auf der Berliner Gewerbeausstellung den elektr. Einzelantrieb für Webstühle vor 1880 Werner Siemens führt auf der Gewerbeausstellung in Mannheim einen elektrischen Personenaufzug vor, bestehend aus einer Plattform, die über ein Zahnradgetriebe von einem 3-PS starken Gleichstrommotor mit der Geschwindigkeit von einem halben Meter pro Sekunde bewegt wird. 1880 Patent auf einen elektr. Pflug für Siemens 1881 Elektr. Zimmerlüfter: Ettler 1882 - 1889 Nikola Tesla (Kroate) beschäftigt sich ab 1882 mit ein- und zweiphasigem Wechselstrom. Unabhängig von Ferraris erfindet er 1887 den zweiphasigen Induktionsmotor ein zweites Mal und demonstriert seine Erfindung im Mai 1888 in New York anlässlich eines Vortrags vor dem American Institute of Electrical Engineers (heute IEEE). Tesla reicht zahlreiche Patente ein, die ein Zweiphasen-Wechselstromsystem mit vier Leitungen, bestehend aus einem Generator, einem Übertragungssystem und einem Mehrphasenmotor betreffen. 1883 J. Wenström gründet in Schweden die ASEA 1883 Edison nennt als Anwendungsgebiete für Elektromotoren u.a. Drehbänke, Druckpressen, Aufzüge und Pumpen 1883 Auf der Wiener Elektrizitätsausstellung wird eine elektr. angetriebene Nähmaschine vorgeführt 1883 Elektr. Handbohrmaschine für Zahnärzte: Hillischer 1884 Frank J. Sprague erhält das Patent auf einen geregelten Gleichstrom-Nebenschlussmotor, der konstante Drehzahl bei veränderlicher Last mit Hilfe eines Zentrifugalreglers zur stufenweisen Zuschaltung von Windungen der Feldwicklung erzielt. 1884 Elektrisch angetriebener Kran auf dem Pariser Güterbahnhof 1884 - 1888 Galileo Ferraris baut schon 1885 einen ersten Demonstrator eines zweiphasigen Induktionsmotors (Asynchronmotor). Er zeigt seinen Motor im März 1888 auf einem vielbeachteten Vortrag vor der Wissenschaftsakademie von Turin in Italien. Allerdings glaubt er fälschlicherweise, dass Asynchronmotoren nicht über 50% Wirkungsgrad hinauskommen können. Ferraris meldet aus ethischen Gründen keine Patente auf seine Erfindung an. 1885 Elektrisch angetriebener Drehkan: Wilhelm Siemens 1885 G. Ferraris erkennt das magnetische Drehfeld und baut einen ersten Zweiphasen-Induktionsmotor, der erst 1893 in Chicago ausgestellt wird 1886 F. von Hefner-Alteneck und C. Hoffmann bei Siemens erfinden eine Gleichstrom-Innenpolmaschine 1887 Repulsionsmotor von E. Thomson 1887 In der Hutfabrik "Adrion" in Offenburg läuft erstmals ein von F. A. Haselwander erfundener Drehstrom-Asynchronmotor 1887 Anmeldung verschiedener Patente von N. Tesla für mehrphasige Motoren 1887 Elektrisch angetriebene Laufkräne bei Blohm u. Voss, Hamburg: Siemens & Halske 1887 Friedrich August Haselwander erfindet das symmetrische Dreiphasensystem mit drei Leitern und baut den ersten Dreiphasen-Synchrongenerator mit ausgeprägten Polen. Allerdings verbietet die Postbehörde den Betrieb der Maschine aus Angst vor Störungen der Telegrafenlinie. Auch die Patentbemühungen Haselwanders scheitern. 1887 - 1889 Charles Schenk Bradley, der schon vor der Veröffentlichung von Ferraris und Tesla mit Mehrphasenmotoren und -generatoren experimentiert hat, erhält 1887/88 einige US-Patente, zunächst auf zweiphasige, später auch auf dreiphasige Systeme, kann diese aber nie in die Praxis umsetzen. 1888 Drehstrom-Kommutatormotor von Wilson 1888 Zweiphasiger Asynchronmotor mit Kurzschlusskäfig im Ständer sowie dreiphasige Synchronmotoren von Ch. Sch. Bradley 1889 - 1891 Michael Dolivo-Dobrowolsky (Russe, eingebürgerter Schweizer), später Leiter der Entwicklung bei der AEG in Berlin, entwickelt die Grundideen von Ferraris und Tesla weiter und konstruiert den bis heute weit verbreiteten Dreiphasen-Käfigläufermotor (Induktionsmotor). Durch umfangreiche Versuche stellt er fest, dass sich das Dreiphasensystem am besten für Mehrphasenmotoren und zur Energieübertragung eignet. Er verwendet als erster eine verteilte Drehstromwicklung und erfindet den Käfigläufer. Damit kann er die Schwierigkeiten von Ferraris und Tesla überwinden und einen zuverlässig selbstanlaufenden Motor mit hohem Wirkungsgrad bauen. 1889 - 1893 Jonas Wenström entwickelt ebenfalls und unabhängig von den anderen Erfindern das dreiphasige Drehstromsystem. Er baut seinen ersten Generator im Jahr 1890. Zusammen mit seinem jüngeren Bruder Göran gründet er in Schweden die ASEA, welche rund einhundert Jahre später , 1988, durch Zusammenschluss mit dem Schweizer Unternehmen BBC zur heutigen Asea Brown Boveri (ABB) verschmilzt. Schon 1893 baut ASEA die erste Dreiphasen-Leitung in Schweden (13 km von Hellsjön nach Grängesberg). Diese wird viele Jahre lang kommerziell betrieben und versorgt eine Eisenerz-Mine mit dem Strom eines Wasserkraftwerks. 1890 Drehstrommotor mit offenen Nuten und Kurzschlußkäfig mit Rundstäben: Ch. E. L. Brown 1890 Kommutatormotor von R. Eickemeyer Ch. P. Steinmetz 1891 Der nach seinem Erfinder Harry Ward Leonard benannte Umformersatz besteht aus einem Maschinenumformer, in der Regel einem Drehstrom-Induktionsmotor und einem Gleichstromgenerator, sowie dem davon angetriebenen Gleichstrommotor. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts ist dies die Standardlösung für geregelte Gleichstromantriebe, bis der Leonardsatz durch leistungselektronische Schaltungen nach und nach abgelöst wird. 1891 Drehstrom-Reihenschlußmotor: J. Görges 1891 Zwei Motoren "ähnlich Bradley" auf Frankfurter stellung: A. Förderreuther 1891 Einphasenmotor, genannt "Intramotor" von Ganz u. Co. in Budapest 1891 100-PS-Asynchronmotor für die Elektrizitätsausstellung in Frankfurt: M. von Dolivo-Dobrowolskij der auch den Begriff "Drehstromsystem" prägt 1891 (DRP 77266) Leonard-Regelsatz von H. W. Leonard 1892 In Deutschland erwirbt die Fa. Helios in Köln die Drehstrom-Patente von Tesla. In den USA arbeitet die Fa. Westinghouse nach Tesla-Unterlagen 1893 Westinghouse stellt in Chicago einen 12-poligen 300PS-Zweiphaseninduktionsmotor aus 1893 Im Charlottenburger Werk von Siemens & Halske wird die Werkstatt mit elektrischen Einzelantrieben ausgedrückt 1894 Steuerwalzen für Krane od. elektr. Bahnen: Siemens & Halske, Schuckert 1895 Doppelnutläufer von P. M. J. Boucherot 1896 In den USA rüsten Tesla und Westinghouse das welterste Großkraftwerk an den Niagarafällen mit mehrphasigem Wechselstrom aus, ebenso die Fernübertragungsleitung zur 35 km entfernt gelegenen Stadt Buffalo, NY. Analog zu Teslas Induktionsmotor, erfunden 1887, wird für die Generatoren der Zweiphasen-Wechselstrom festgelegt, für die Fernleitung hingegen Dreiphasen-Wechselstrom gewählt und die Umwandlung mittels zweier Einphasen-Transformatoren in Scott-Schaltung erreicht. Erst beim Ausbau 1903 kommt im Kraftwerk das symmetrische Dreiphasensystem (Drehstrom) zum Zuge, was dann die Verbreitung dreiphasiger Induktionsmotoren in Nordamerika freigegeben haben dürfte. 1897 Erster Drehstrom-Walzwerksmotor: AEG 1897 Schuckert rüstet eine Walzenstraße mit Nebenschlussmotoren aus 1897 Siemens rüstet die Schleusentore im Dortmund-Ems-Kanal mit elektrischen Antrieben aus 1901 (DRP 138387) K. Ilgner erfindet den nach ihm benannten Regelsatz, der vor allem für Walzwerksantriebe benutzt wird 1901 A. Heyland erfindet einen kompensierten ständererregten Drehstrommotor 1902 Osnos erfindet einen kompensierten läufererregten Drehstrommotor 1902 Einphasen-Kollektor-Bahnmotor: F. Winter und G. Eichberg sowie Latour in Paris 1903 Veröffentlichung der "Normalien für Bewertung und Prüfung von elektrischen Maschinen und Transformatoren", herausgegeben vom Elektrotechnischen Verein (ETV) und dem Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE). 1904 Von M. Deri wird der Einphasen-Repulsionsmotor entwickelt, ein Motor mit Wechselstrom-Ständerwicklung und Kommutatorläufer mit beweglichem Bürstensatz zur Drehzahländerung. 1905 Der in der Maschinenfabrik Oerlikon von H. Behn-Eschenburg entwickelte Einphasen-Reihenschluss-Kommutatormotor mit Wendepol- und Kompensationswicklung für Bahnantriebe wird 1905 - 1909 erfolgreich im Versuchsbetrieb Seebach-Wettingen eingesetzt. 1905 Für drehzahlstellbare Antriebe werden ab 1905 Maschinenkaskaden in verschiedenen Ausführungen entwickelt. Dabei wird die Schlupfleistung eines Induktionsmotors mit Schleifringläufer über eine gekuppelte Hintermaschine mit Kommutator oder einen getrennten Umformersatz dem speisenden Netz zugeführt. Verwendet wurden die Kaskaden nach A. Scherbius und Chr. Kraemer. Spätere Lösungen sind die Stromrichterkaskaden. Gewisse Bedeutung erlangte die Untersynchrone Stromrichterkaskade, bei der die Läuferleistung über einen Strom-Zwischenkreis-Umrichter mit Dioden-Gleichrichter und netzgeführtem Thyristor-Wechselrichter dem speisenden Netz zugeführt wird. 1905 F. Punga läßt sich einen regelbaren Nebenschlußmotor mit Kollektor patentieren 1907 DRP 177270: Krämer-Kaskade zur Regelung von Drehstrommotoren 1907 Beginn der Einführung von Haushaltsgeräten mit elektromotorischem Antrieb ab 1907. 1909 R. Rüdenberg erfindet die verlustlose Drehzahlregelung von Asynchronmotoren durch Frequenzwandler 1913 Auf der Weltausstellung in Genf wird ein vollkommen gekapselter 62-kW-Motor mit Außenventilation ausgestellt 1916 R. Rüdenberg erfindet den Wirbelstromläufer 1920 Bei Morris-Motors in Großbritannien wird eine von vielen Elektromotoren angetriebene Transferstraße in Betrieb genommen (Automation) 1925 Drehstrom-Kommutatormaschinen für drehzahlstellbare elektrische Antriebe werden um 1925 für Ständer- oder Läuferspeisung in verschiedenen Ausführungen vorgestellt. Am bekanntesten ist der Schrage-Motor für Drehstrom. Die Maschine trägt zwei Rotorwicklungen, deren eine über Schleifringe gespeist wird, während die andere mit dem Kommutator verbunden ist, zu dem zwei verdrehbare Bürstensätze gehören. Die daran auftretende Spannung ist nach Größe und Leistungsfaktor einstellbar; sie wird den Phasen des Stators zugeführt. Der Drehzahlstellbereich des Schrage-Motors wird mit 1:10 angegeben. Er wurde vor der Einführung leistungselektronisch gesteuerter Antrieb z.B. in der Spinnereiindustrie vielfach eingesetzt. 1926 Rasenmäher mit Elektromotor in Großbritannien 1926 Für theoretische Untersuchungen von Elektroenergiesystemen werden Rechenmethoden eingeführt, die eine vereinfachte und übersichtliche Analysis mehrphasiger Schaltungen unter normalen und anormalen Betriebsbedingungen erlauben. Solche Transformationsvorschriften werden insbesondere bei Wechselstrommaschinen angewendet. 1929 SSW bringt den Doppelstabläufer für Drehstrommotoren auf den Markt 1938 Nach dem Stand der Technik sind um 1938 praktisch alle drehzahlveränderlichen Antriebe mit höheren Anforderungen an die Regelbarkeit Gleichstromantriebe. Für Antriebe mit Drehstromspeisung gibt es zu dieser Zeit zwei bevorzugte Lösungen. 1961 SSW baut den größten Drehstrom-(Asynchron-)Motor der Weit mit 15000-kW-Leistung für die aerodynam. Versuchsanstalt in Göttingen 1965 Versuchsbeginn: Von Brenstoffzellen gespeiste Elektromotoren 1965 Die Verfügbarkeit von Thyristoren führt ab 1965 zum Aufkommen leistungselektronischer Schaltungen auch in der Antriebstechnik. 1966 In Großbritannien wird ein Versuchsmotor (Synchron m.) mit supraleitender Wicklung erprobt 1968 Die ersten kommerziellen Frequenzumrichter moderner Bauart werden vom dänischen Unternehmen Danfoss in Serie produziert. Sie werden in Öl gekühlt, arbeiten mit 380 V Drehspannung und können anfangs bis zu 10 A Phasenstrom liefern. 1970 Zementmühlenantrieb mit Synchronmotor, der von Stromrichter frequenzvariabel gesteuert wird, etwa 6m Durchm., Einsparung eines Getriebes: BBC 1974 Die Grundlagen der Feldorientierten Regelung von umrichtergespeisten Drehfeldmaschinen (Field oriented control, FOC) werden von F. Blaschke beschrieben. 1974 Es werden ab 1974 besondere Bauformen von Maschinen entwickelt, die nach dem synchronen Prinzip arbeiten und durchweg über leistungselektronische Baugruppen gespeist werden. Davon haben eine gewisse Bedeutung erlangt: 1975 Während man ab 1975 unter elektrischen Motoren in der Regel Maschinen mit elektromagnetischer Leistungswandlung versteht, sind jedoch auch piezo-elektrisch arbeitender Motoren zu erwähnen (R. Magerl, 1975). 1978 Weltweit werden jährlich etwa 100 Millionen Kleinmotoren (unter 1 kW) hergestellt. Eingesetzt werden diese Kleinmotoren vor allem im Haushalt und in der automatisierten Fertigung 1980 Gleichstrommotoren für Walzwerks-Hauptantriebe erreichen um 1980 die größten ausführbaren Bemessungsleistungen von ca. 12.000 kW. Sie werden danach durch Drehstromantriebe mit Synchronmotoren abgelöst, die über Cyclo-Konverter oder Stromzwischenkreis-Umrichter mit Thyristoren gespeist werden. 1980 Elektrische Propellerantriebe auf Schiffen wurden ab 1980 für Eisbrecher in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts mit Gleichstrommotoren ausgeführt. In großem Maße begann die Einführung elektrischer Schiffsantriebe erst um 1980 mit dem Einsatz schaltbarer Halbleiterelemente. Das Bordnetz wird vorzugsweise Diesel-elektrisch und seit dem Übergang von Gleichstrom- auf Drehstrom in der Regel mit 60 Hz betrieben. Für Propellerantriebe im Megawattbereich werden Synchronmotoren verwendet. Als Konvertertopologien kommen Spannungs- und Strom-Zwischenkreisumrichter sowie Cycloconverter zum Einsatz. Seit 1993 wurden Azipods als 360 o steuerbare Elektroantriebe eingeführt, die unter dem Schiff in einer Gondel angeordnet sind. Sie sind Standard bei Eisbrechern und Kreuzfahrtschiffen. Für Hilfsantriebe wie Hebezeuge, Lüfter und Kältemaschinen kommen Induktionsmotoren zum Einsatz. 1982 Die Verfügbarkeit schaltbarer Leistungshalbleiter (MOSFETs 1976, IGBTs 1982) führt ab 1982 zur Entwicklung von Frequenzumrichtern, die als Spannungs-Zwischenkreisumrichter sowohl im Zweiquadranten- wie im Vierquadrantenbetrieb als Stellglieder für alle Antriebssysteme mit stellbarer Drehzahl zum Einsatz kommen. 1982 General Motors und Sumitomo Special Metals entwickeln unabhängig voneinander Neodymium-Eisen-Bor Magnete, die die höchsten spezifischen Energiewerte zur Verfügung stellen. Diese Magnete werden bald darauf für permanenterregte Synchronmotoren mit besonders hohen spezifischen Drehmomenten verwendet. 1986 Verfahren zur schnellen Regelung von Induktionsmaschinen mit Umrichterspeisung ohne Drehwinkelgeber werden unabhängig voneinander von M. Depenbrock (Direkte Selbstregelung, DSR) und in etwas anderer Form von I. Takahashi und N. Naguchi (Direct torque control, DTC) entwickelt und veröffentlicht. 1990 Für elektrische Leistungs-Antriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl (engl.: Power Drive Systems, PDS) werden ab 1990 von internationalen Normungsinstitutionen (IEC, CENELEC) Leitlinien für Käfigläufer-Induktionsmotoren angegeben, die speziell für Umrichterspeisung konstruiert sind. 1997 ABB setzt in einem Windkanal der NASA für Überschallgeschwindigkeiten (Langley Research Center, Virginia, USA) einen 100-MW-Synchronmotor in Betrieb, der aus einem Frequenzumrichter gespeist wird und drehzahlvariabel mit 0 ‒ 600 U/min betrieben wird. |