Feldschwächung

Als Feldschwächung wird bei rotierenden elektrischen Maschinen eine Verringerung des magnetischen Flusses der Erregerwicklung bezeichnet, welche als Folge eine Drehzahlveränderung verursacht. Bei der Reihenschlussmaschine und bei dem Einphasen-Reihenschlussmotor wird die Feldschwächung gezielt mittels umschaltbarer Erregerwicklung, als ein Verfahren von mehreren, zur Drehzahlsteuerung eingesetzt. Bei einer Nebenschlussmaschine, die als Generator an einem starren Gleichspannungsnetz läuft, kommt es bei Absenkung der Netzgleichspannung zu einer Feldschwächung. Dies kann bei Unterschreiten eines Grenzwertes einen meist unerwünschten Übergang vom Generatorbetrieb in den Motorbetrieb verursachen und im Extremfall durch Drehzahlsteigerung zu einem Schaden an der Nebenschlussmaschine führen. Prinzipbedingt tritt bei Permanenterregung einer elektrischen Maschine keine Feldschwächung auf.

Wirkungen

Reihenschlussmotor mit umschaltbarer Erregerwicklung bei D1 zur Drehzahlveränderung mittels Feldschwächung

Je nach Maschinentyp unterscheiden sich die Wirkungen der Feldschwächung:

Nebenschlussmaschine

Eine Nebenschlussmaschine, die als Generator an einem starren Gleichspannungsnetz läuft, speist bei Feldschwächung einen kleineren Strom ins Netz. Bei weiterer Feldschwächung geht die Maschine von dem Generatorbetrieb in den Motorbetrieb über und entnimmt aus dem Netz einen Strom. Das Drehmoment ändert sich entsprechend: Das Generatormoment nimmt ab, das Motormoment steigt. Die Folge kann eine höhere Drehzahl sein, bei zu starker Feldschwächung kann eine große Maschine durch die auftretenden Fliehkräfte zerstört werden.

Bei völligem Verschwinden des Erregerflusses, dies liegt beispielsweise bei einer Leitungsunterbrechung im Erregerkreis vor, steigt der Strom im Anker auf Werte, die einem elektrischen Kurzschluss entsprechen, da nur noch der verhältnismäßig kleine ohmsche Widerstand des Ankers als Begrenzung wirkt. Aus diesem Grunde muss bei einer Nebenschlussmaschine vor dem Einschalten zuerst das Statorfeld (Erregung) aufgebaut werden, dann erst darf der Anker zugeschaltet werden.

Reihenschlussmaschine

Der Reihenschlussmotor, dazu zählt im Weiteren auch der Einphasen-Reihenschlussmotor (Universalmotor), wie er in kleinen Haushaltsgeräten oft anzutreffen ist, kann nicht als Generator an einem starren Versorgungsnetz laufen. Ein Generatorbetrieb wäre nur mit Zusatzeinrichtungen wie dem Gleichstromsteller möglich. Bei Feldschwächung entnimmt der Reihenschlussmotor einen höheren Strom aus dem Netz, dies wird durch zusätzliche Anzapfungen und Umschaltungen an der Erregerwicklung erreicht, und liefert ein größeres Drehmoment. Bei einem Reihenschlussmotor bedeutet eine Reduktion des äußeren Lastdrehmoments eine Feldschwächung, wodurch der Motor beschleunigt.

Literatur

Th. Bödefeld, H. Sequenz: Elektrische Maschinen. Springer, Wien 1972.
Rolf Fischer: Elektrische Maschinen. 14. Auflage. Hanser Verlag, 2009, ISBN 978-3-446-41754-0.