Kapitel 4: Energieübertragung - Rotierende elektrische Maschinen Flashcards
Skizieren Sie den Aufbau einer permanent erregten Gleichstrommaschine
Nennen Sie die drei wesentlichen Arten der Gleichstrommaschinen
Permanenterregte Gleichstrommaschine
Reihenschlussmotor
Nebenschlussmaschine
Zeichnen Sie das ESB der Reihenschlussmaschine ( oder Nebenschlussmaschine)
Was ist bei einer GS-Nebenschlussmaschine unbedingt zu beachten?
Was passiert sonst?
Sie darf nie abgeschaltet oder getrennt abgesichert werden, da sonst die Maschine bei Entlastung eine unzulässige hohe Drehzahl erreicht.
Was ist bei einer GS-Reihenschlussmaschine unbedingt zu beachten?
Was passiert sonst?
Sie darf nie ohne Belastung betrieben werden, da ansonsten die Leerlaufdrehzahl unzulässig hohe Werte annehmen kann.
Was ist ein Drehfeld?
Drehfeld: Die Flussdichteverteilung B(x) bildet im Luftspalt der Maschine eine fortschreitende Welle.
Wie viele Polpaare hat eine zweipolige Maschine?
Welche Polteilung (Länge eines Pols in °) besitzt eine zweipolige Maschine?
Zweipolige Maschine => Polpaare p=1!
180°
Wie viele Strangwicklungen sind in den Ständer einer zweipoligen Drehstrommaschine eingelegt?
Welche Winkelbeziehung haben diese zueinander.
Welche Drehzahl (U/min) hat das Drehfeld einer am Netz angeschlossenen zweipoligen Drehfeldmaschine?
Drei Strangwicklungen.
Winkelbeziehung von 60°
n=f/p => n=(50U/s)*60s/min.
n=3000U/min
Welche Drehzahl (U/min) hat das Drehfeld einer am Netz angeschlossenen vierpoligen Drehfeldmaschine?
n=f/p => n=50Hz/2 = (25U/s)*60s.
n=1500U/min
Skizieren Sie die Strangwicklungen einer zweipoligen Drehfeldmaschine (2D) und wie werden diese bezeichnet?
U1 V1 W1
Welche zwei wesentlichen Drehfeldmaschinen gibt es?
Was ist der bauliche Hauptunterschied?
Nennen Sie je einen Vorteil und einen Nachteil der daraus resultiert?
- Asynchronmaschine: Rotor besteht aus Käfig mit Strangen parallel zur Drehachse. Rotor dreht asynchron zum Drehfeld (Schlupf entsteht). Relativ billig.
- Synchronmaschine: Permanentmagnet oder Spule als Rotor. Exakte Steuerung der Drehzahl. Aufwendig herzustellen.
Skizzieren Sie eine Sternschaltung (oder Dreieckschaltung) mit Netzanschluss.
Wie hoch ist die Strangspannung und der Strangstrom bei der Sternschaltung (oder Dreieckschaltung) in Bezug zur Netzspannung?
Wie heißt der diese Spannungen (Ströme) verknüpfende Faktor?
Sternschaltung:
IL=IS
UL=US*√3
Dreieckschaltung:
UL=US
IL=IS*√3
Der diese Spannungen (Ströme) verknüpfende Faktor nennt sich der Verteilungsfaktor.
Wie sind Strangströme und Strangspannungen von Dreick- und Sternschaltung miteinander Verknüpft? Wie heißt der Verknüpfungsfaktor?
Strangströme und Strangspannung von Dreieck- und Sternschaltung miteinander verknüpft:
USstern= Usdreieck/√3
ISdreieck= ISstern/√3
√3: Verkettungsfaktor
In welcher Schaltung fahren Sie einen größeren Elektromotor hoch? Warum? Geben Sie diese Größe in Bezug zur äquivalenten Netzgröße und zur äquivalenten Größe der anderen Schaltungsart an.
man fährt ihn in der Sternschaltung hoch, um große Ströme beim Anlassen zu vermeiden
Istrangstern = Inetzstern = Inetzdreieck*√3
Mit welcher Größe ist das Drehmoment einer Drehfeldmaschine verknüpft? Geben Sie die Proportionalität an.
Das Drehmoment einer Drehfeldmaschine ist mit der Spannung verknüpft
=> M~U²
In welchem Verhältnis stehen das Drehmoment einer Drehfeldmaschine in Stern- bzw. Dreieckschaltung zueinander?
Leiten Sie dieses Verhältnis her?
In welcher Schaltungsart werden Sie eine laufende Drehfeldmaschine betreiben, wenn maximales Drehmoment gefordert ist?
M1stern/M1dreieck=(Ustern/Udreieck)²
=> Mit einer Dreieckschaltung wird eine laufende Drehfeldmaschine betrieben, wenn maximalen Drehmoment gefordert ist.
Welche zwei Bauarten von Synchronmaschinen gibt es, unter Bezug auf den Ort der Erregerwicklung?
Welches ist die Hauptbauart?
Außenpolmaschine / Innenpolmaschine
Hauptbauart: Innenpolmaschine
Skizzieren Sie eine Innenpolsynchronmaschine (oder Außenpolsynchronmaschine)
Innenpolmaschine am Links
Aussenpolmaschine am Recht
Was ist ein Turbogenerator?
Skizzieren Sie.
Ist eine Vollpolmaschine: Bauart eine Synchrongenerators, der vorwiegend von schnelllaufenden Gas- oder Dampfturbinen angetrieben wird.
Was ist die Polradspannung UP (in Worten)?
Up ist diejenige Spannung, die bei Statorstrom Null an den Klemmen der Statorwicklung gemessen wird wenn das Polrad mit der Drehzahl n1 umläuft.
Zeichnen Sie das vereinfachte ESB (verlustlose Maschine) des Synchrongenerators (Synchronmotors).
Zeichnen Sie die Spannungen und Ströme an. Achten Sie auf die Stromrichtung.
Zeichnen Sie das Zeigerdiagramm für den untererregten (oder übererregten) Synchrongenerator (Synchronmotor) bei Leerlauf am starren Netz.
Als welche elektrische Größe wirkt der Synchrongenerator (- motor) unter diesen Bedingungen im untererregten (oder übererregten) Betrieb?
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Zeichnen Sie das vereinfachte ESB (verlustlose Maschine) des Synchrongenerators (- motors).
Zeichnen Sie das Zeigerdiagramm der Synchrongenerators (- motors) am starren Netz im Generatorbetrieb (Motorbetrieb) bei reiner Wirkleistungsabgabe (oder im untererregten Betrieb, oder im übererregten Betrieb), nachdem Sie die Spannungen und Ströme ins ESB eingetragen haben. Achten Sie auf die Stromrichtung.
Als welche elektrische Größe wirkt der Synchrongenerator auf das Netz unter genannten Betriebsbedingungen im untererregten (oder übererregten Betrieb?
???
Wie heißt der Winkel zwischen der Netz- und der Polradspannung und wofür steht er?
Last- oder Kippwinkel.
Systemstabilität
Welche Voraussetzungen gibt es beim Verbundbetrieb von Netzen?
Was heißt „Synchron“?
synchroner Lauf aller Generatoren, die die Spannung beiderseits des Schalters in Amplitude, Phasenlage, Phasenfolge und Frequenz übereinstimmen müssen.
Was bedeutet symmetrischer Drehstrombetrieb?
Alle Leiterströme ergeben sich im Sternpunkt zu Null, den Ruckleiter kann man weglassen.
Wann kippt ein Synchrongenerator?
Wenn der Lastwinkel θ grösser oder gleich 90° wird.
Wie heißt das Maximum der Leistungskennlinie?
Statische Kippleistung.
