Feldschwächung

Als Feldschwächung wird die Verringerung eines Erregerflusses, z. B. bei einer Kommutatormaschine, bezeichnet.

Da die induzierte Spannung mit der Drehzahl und dem Erregerfluss steigt, wirkt die Feldschwächung ebenso wie die Verringerung der Drehzahl: die induzierte Spannung sinkt. Wenn man Zustände mit gleichem Ankerstrom vergleicht, erzeugt das volle Feld ein größeres Drehmoment als das geschwächte Feld.

Eine Nebenschlussmaschine, die als Generator an einem starren Netz läuft, speist einen kleineren Strom ins Netz, kommt bei weiterer Feldschwächung in den Motorbetrieb und entnimmt aus dem Netz einen steigenden Strom. Das Drehmoment ändert sich entsprechend: Das Generatormoment nimmt ab, das Motormoment steigt. Das kann eine höhere Drehzahl zur Folge haben. Bei zu starker Feldschwächung kann ein großer Motor durch die Fliehkräfte zerrissen werden. Bei völligem Verschwinden des Erregerflusses (z. B. Leitungsunterbrechung im Erregerkreis) steigt der Ankerstrom auf kurzschlussähnliche Werte, weil nur der (kleine) Ankerwiderstand als Begrenzung wirkt. Aus diesem Grunde muss beim Einschalten zuerst das Feld aufgebaut werden, dann erst darf der Anker zugeschaltet werden. Zur Feldschwächung wird ein Widerstand in den Erregerkreis der Nebenschlussmaschine geschaltet.

Der Reihenschlussmotor kann nicht als Generator an einem starren Netz laufen, sondern nur einen Bremswiderstand speisen (verschleißfreie Bremse). Rückspeisung ist nur mit Zusatzeinrichtung möglich. Bei Feldschwächung verhält er sich ähnlich wie der Nebenschlussmotor, er entnimmt einen stärkeren Strom aus dem Netz, liefert ein größeres Drehmoment und wird evtl. schneller.

Zur Feldschwächung wird ein Widerstand parallel zum Erregerfeld des Reihenschlussmotors geschaltet. Ein völliges Verschwinden des Erregerflusses wäre theoretisch durch Überbrücken des Erregerfeldes möglich, ist aber praktisch nicht denkbar.

Da der Reihenschlussmotor Anker und Feld in Reihe geschaltet hat, bedeutet eine Reduktion des Drehmoments eine automatische Feldschwächung, wodurch der Motor beschleunigt. Bei Lastabwurf (z. B. abgesprungener Treibriemen) kann ein großer Motor von den Fliehkräften zerrissen werden („Durchgehen“).

Die automatische Feldschwächung hat eine weiche Kennlinie zur Folge und ist einer der größten Vorteile des Reihenschlussmotors. (Dieser Vorteil wird praktisch nie erwähnt.) Bei stark schwankender Speisespannung (Fahrdraht) schwankt das Drehmoment nur ganz wenig, in den Generatorbetrieb kann er nicht kommen. Die Fähigkeit, mit Wechselstrom betrieben zu werden, ist entfernt damit verwandt.

Eine Nebenschlussmaschine hat eine harte Kennlinie. Bei geringen Spannungsschwankungen pendelt sie zwischen Generator- und Motorbetrieb hin und her und überschreitet den zulässigen Maximalstrom.

Die automatische Feldschwächung bedeutet auch eine automatische Feldstärkung. Beim Einschalten fließt ein starker Strom, der ein starkes Feld aufbaut. (Dieser Vorteil wird immer erwähnt.) Es braucht nicht vorher aufgebaut zu werden wie beim Nebenschlussmotor (Schaltungsaufwand). Außerdem wirken der Widerstand und vor allem die Induktivität des Reihenschlussfeldes als Begrenzer des Einschaltstromes.

Die automatische Feldschwächung durch Ankerrückwirkung ist dagegen gar nicht erwünscht. Sie erhöht die Spannung zwischen den Kommutatorlamellen und die Gefahr für Bürstenfeuer steigt.

Literatur

• Bödefeld, Th. und Sequenz, H.: Elektrische Maschinen, Wien, Springer 1952