LF2.3 6. Motoren, Transformatoren Flashcards
3 Vorteile DASM in der Praxis?
- einfach aufgebaut
- geringe Wartung
- guter Wirkungsgrad
Wovon hängt die Drehzahl eines Drehfeldes ab?
Von der Polpaarzahl (p) und der Frequenz (f).
n = f / p
Aufbau des Drehstrom-Asynchronmotors
Drehstrom-Asynchronmotoren bestehen aus einem feststehenden Stator aus isoliertem Elektroblech, mit in Nuten eingelegten Wicklungen, die an das Netz an- geschlossen werden und dem Rotor, meist mit einer kurzgeschlossenen Käfigwicklung. Diese ist elektrisch nicht mit dem Stator verbunden.
Einschaltstromstoss beim Asynchronmotor
Beim Asynchronmotor sind Statorstrom und Rotor- spannung beim Einschalten beide gross.
Anlaufstrom IA ca. 6x IN.
Schlupf (s)
- Drehzahldifferenz zwischen dem Statordrehfeld mit der synchronen Drehzahl und der Rotordrehzahl
- Belastungsabhängig und nicht konstant
- zwischen 2-10%
2 Verlustarten des Asynchronmotors
- Statorverluste
- Rotorverluste
Skineffekt
Strom wird in den äusseren Bereich des Leiters verdrängt.
Doppelkäfiganker
- Besteht aus zwei unabhängigen Käfigwicklungen im Rotor
- Skineffekt wird bewusst ausgenutzt (Anlauf): grösserer ohmscher Widerstand -> kleinerer Strom
Motoren in Dreieck- oder Sternschaltung betreiben?
- Dreieckschaltung sinnvoll, sofern Wicklungen dafür ausgelegt -> 3x weniger Leistung bei Sternschaltung
Direktanlauf Motoren
- nur für kleinere Motoren geeignet
Stern- Dreieckschaltung Motoren
- für Motoren bei Anlauf unter Nennlast nicht geeignet
- Stern: Anlaufstrom und Drehmoment 3x kleiner
Anlasswiderstände auf Statorseite
- für Motoren bei kurzen Anlasszeiten und kleine Leistungen geeignet
- Vorwiderstände senken beim Starten die Spannung an Motorwicklungen
Anlaufdrosseln im Stator
- selbe Funktion wie Anlasswiderstände
- anstatt ohmsche Widersände werden Induktivitäten verwendet
Anlasstransformator
- beliebige Anlaufströme lassen sich einstellen
- für grosse Motoren
Verstärkter Stern- Dreieckanlauf
Auch als Teilwicklungsanlauf bekannt (veraltet)
Sanftanlauf
- wird „weich’’ gestartet, es gibt keinen Einschaltstromstoss
- Phasenanschnittgeräte (Soft-Starter) reduzieren Spannung an den Motorklemmen und dazu proportional den aufgenommenen Strom
- Frequenz wird nicht verändert
KUSA-Schaltung (Kurzschluss-Sanftanlauf)
- für kleinere Motoren
- Anlaufdrehmoment wird durch 1 ohmschen Widerstand in der Zuleitung abgesenkt
- im Betrieb wird der Widerstand kurzgeschlossen
Schleifringläufermotor
- bei schweren Anlassverhältnissen
- besitzt im Gegensatz zum Käfigankermotor eine gewickelte Rotorwicklung -> ohmsche Widerstände werden zugeschaltet
- Widerstände werden im Betrieb stufenweise kurzgeschlossen
Gegenstrombremsen
- durch Vertauschen von zwei Aussenleitern in der Statorwicklung wird das Drehfeld geändert -> Bremsung
Generatorisches Bremsen
- bei polumschaltbaren Motoren -> Umschaltung von schneller Drehzahl auf langsame Drehzahl
Gleichstrombremsen
- speist man Statorwicklung nach der Trennung vom Drehstromnetz mit Gleichstrom, so wirkt der noch drehende Rotor als Wirbelstrombremse
Wechselfeld
- besteht aus zwei gegeneinanderlaufenden Drehfeldern
Einphasiges Drehfeld
- besteht aus einer ohmschen Hauptwicklung und einer induktiven Hilfswicklung -> um 90° versetzt
Einphasen-Asynchronmotor
- besteht aus Haupt- und Hilfswicklung sowie ein oder mehrerer Kondensatoren zu Erzeugung der Phasenverschiebung
- CB=40 µF pro kW Motorleistung bei 230V / 50Hz
Drehstromasynchronmotor am Einphasennetz
- Steinmetzschaltung an Einphasennetz
- 1 x 230V Dreieckschaltung
- 1 x 400V Sternschaltung
- CB=60 µF pro kW Motorleistung bei 230V / 50Hz
- CB=20 µF pro kW Motorleistung bei 400V / 50Hz
Wie werden Wirbelströme (Verluste) beim Trafo unterdrückt?
Mit einem lamellierten Eisenkern
Die Leerlaufspannung wird bei Trafos über … kVA als die Nennspannung angegeben.
16kVA
Ab welchem UK% gilt ein Trafo als spannungsweich?
Ab 40%
Wie kann ein hohe Kurzschlussspannung UK erreicht werden?
Mit einem Streujoch zwischen den Spulen
Von welchen Faktoren ist die Höhe der Sekundärspannung abhängig?
Von der Belastungsart und vom Belastungsstrom
Stosskurzschlussstrom IKS
Sofort nach der Entstehung des Kurzschlusses fliessende Ausgangsstrom
Dauerkurzschlussstrom IKd
Einige Perioden nach dem Entstehen des Kurzschlusses fliessende Ausgangsstrom
Wann misst man die Eisenverluste P(FE)
Im Leerlauf
Wann misst man die Kupferverluste P(Cu)
Im Kurzschlussversuch
Wann erreicht ein Trafo beziehend auf die Verluste den besten Wirkungsgrad?
Wenn Eisen- und Kupferverluste gleich gross sind
Ist der Wirkungsgrad eines Trafos vom Leistungsfaktor cos φ der angeschlossenen Verbraucher abhängig?
Ja
Besonderheit beim Spartrafo (Autotrafo)
Beide Wicklungen sind zusammenhängend,
wobei ein Teil der Wicklung gemeinsam ist.
Sehr guter Wirkungsgrad bis 99,8%
Spannungswandler
- werden fast im Leerlauf betrieben
- Sekundärspannung meist 100V
- nicht kurzschlussfest
- für kleine Lasten
Stromwandler
- werden nahezu im Kurzschluss betrieben
- sind kurzschlussfest
- Sekundärstrom 1A (lange Leitungen) oder 5A (normal)
Stern-Stern-Schaltung (Yyn) bei Trafos
- eignet sich nicht für das Niederspannungsnetz (Spannungen wären nicht mehr symmetrisch)
- Anwendung in Industrienetzen bei symmetrischer Belastung
Dreieck-Stern-Schaltung (Dyn) bei Trafos
- 1-phasige Belastung möglich
- Anwendung bei Verteiltrafos in Ortsnetzen
Stern-Zickzackschaltung (Yzn) bei Trafos
- Anwendung in kleineren Ortsnetzen in ländlichen Gebieten mit stark unsymmetrischer Belastung
Dyn5 Bedeutung?
D: Dreieckschaltung primär
y: Sternschaltung sekundär
n: herausgeführter Sternpunkt
5: 5 * 30° = 150° Verschiebung D Y
Unter welchen Bedingungen können 1-Phasige Trafos parallel geschaltet werden?
- gleiche Phasenlage
- gleiche Nennspannung
- gleiche Kurzschlussspannung
Unter welchen Bedingungen können Drehstrom-Trafos parallel geschaltet werden?
- gleiche Nennspannung
- gleiche Kurzschlussspannung
- ähnliche Nennleistungen
- gleiche Phasenfolge
- gleiche Kennzahlen
