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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:51 Fr 16.10.2009 | | Autor: | Sir_Knum |
| Aufgabe | Von einer Gleichstrom-Nebenschlussmaschine sind folgende Daten bekannt:
[mm] U_{N} [/mm] = 600V [mm] n_{0N} =1500min^{-1}
[/mm]
[mm] \eta [/mm] = 95% [mm] P_{2N} [/mm] = 57kW [mm] I_{EN} [/mm] = 1A
Die Sättigung des Eisens und die Kupferverluste sind zu berücksichtigen!
Bestimmen Sie für den Bemessungspunkt: Den Bemessungsstrom [mm] I_{N} [/mm] ; Wie groß ist der Ankerwiderstand?
Die Drehzahl [mm] n_{N} [/mm] ? ; Das Bemessungsdrehmoment [mm] M_{N}
[/mm]
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Hallo,
also [mm] I_{N}=\bruch{60*10^{3}W}{600V}= [/mm] 100A habe ich noch selbst herrausbekommen.
Als nächstes soll ja [mm] R_{A} [/mm] ausgerechnet werden. Mein Ansatz:
[mm] P_{V}=\bruch{P_{2N}}{\eta}-P_{2N}=3000W
[/mm]
[mm] P_{VCuE}=600V*1A=600W
[/mm]
[mm] P_{VCuA}=P_{V}-P_{VCuE}=2400W
[/mm]
[mm] R_{A}=\bruch{600V^{2}}{2400W}=150Ohm [/mm] also falsch. Kann mir jemand helfen?!
Die Lösungen: [mm] I_{N} [/mm] = 100A; [mm] R_{A} [/mm] = 245mOhm; [mm] n_{N}=1439,4min^{-1}; M_{N}=378,15Nm
[/mm]
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Hallo,
du solltest dir mal das Ersatzschaltbild einer Gleichstrommaschine ansehen. Da ich nicht weiß, wie man hier Bilder einfügt, kann ich dir nur die Formeln anbieten.
[mm] P1 = \bruch{P2}{\eta} = 60.000 W [/mm]
[mm] Pv = P1-P2 = 3.000 W [/mm]
[mm] Pen = Un*Ien = 600 W[/mm]
[mm] Pa = Pv-Pen = 2400 W[/mm]
[mm] Ia = \bruch{P2+Pa}{Un}=99 A [/mm]
[mm] Ua = \bruch{Pa}{Ia} = 24,24 V [/mm]
[mm] Ra = \bruch{Ua}{Ia} = 0,245 mOhm [/mm]
Ich denke der Lösungsweg spricht für sich. Wie gesagt dein Fehler könnte sein, dass du evtl. von einem falschen Ersatzbschaltbild ausgehst.
Gruß, Ralf.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:11 Sa 17.10.2009 | | Autor: | Sir_Knum |
Hallo, danke für die Antwort. Leider ist mir das noch nicht ganz klar.
1) $ Pa = Pv-Pen = 2400 W $ Ist das die Verlustleistung am Anker?
2)$ Ua = [mm] \bruch{Pa}{Ia} [/mm] = 24,24 V $ Ist das die Spannung, die durch den Wiederstand am Anker abfällt?
3)Wo fällt denn dann [mm] U_{N} [/mm] ab? Ich dachte beim Nebenschluss gibt es nur eine Spannung, da ja Parallelschaltung.
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1) $ Pa = Pv-Pen = 2400 W $ Ist das die Verlustleistung am Anker?
Ja, das ist sie. Der ohmsche Wert der Wicklung. DIese Leistung wird in Wärme umgesetzt.
2)$ Ua = [mm] \bruch{Pa}{Ia} [/mm] = 24,24 V $ Ist das die Spannung, die durch den Wiederstand am Anker abfällt?
Das kann man im "Prinzip" so formulieren - siehe Frage 3. Läßt sich aber nicht direkt mit einem Voltmeter messen.
3)Wo fällt denn dann [mm] U_{N} [/mm] ab? Ich dachte beim Nebenschluss gibt es nur eine Spannung, da ja Parallelschaltung.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Das Ersatzschaltbild, zeigt den "Widerstand der Wicklung" Ra in Reihe mit einer "Spannungsquelle". Warum ist dort überhaupt eine Spannungsquelle eingezeichnet?
Am drehen Teil "Rotor" wird eine Gleichspannung angelegt - es entsteht ein Magnet. Durch die Rotation wird im stehend Teil "Anker" eine "Gegenspannung" induziert (im Prinzip wie bei einem Generator). Diese Gegenspannung ist im Ersatzschaltbild als Spannungsquelle dargestellt. Umso schneller sich der Rotor dreht, umso höher wird die Gegenspannung. Der Rotor dreht sich so schnell, bis die Gegenspannung und der Spannungsabfall am Widerstand Ra, gleich der angelegten Nennspannung Un entspricht.
Das heißt, die angelegte Spannung liegt am Widerstand Ra und der "Spanungsquelle" --> Un = Ua + Uq
Gruß, Ralf.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 16:10 So 18.10.2009 | | Autor: | Sir_Knum |
Hallo,
danke vielmals für deine Antwort. Jetzt ist mir insbesondere der Aufbau des Ankerkreises um einiges klarer geworden.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:01 So 18.10.2009 | | Autor: | Sir_Knum |
| Aufgabe | Ein Gleichstrom-Nebenschlussmotor mit einer Bemessungsspannung von [mm] U_{N} [/mm] = 440V
und einem AnkerBemessungsstrom [mm] I_{AN} [/mm] = 84A hat eine Leerlaufdrehzahl von n [mm] =1486min^{-1}. [/mm] Die Bemessungsdrehzahl beträgt [mm] n_{N}=1400min^{-1}. [/mm] Sein Ankerwiderstand beträgt [mm] R_{A} [/mm] = 0,3W.
Die Ankerverluste sind vier mal so groß wie die Erregerverluste.
3.7.1 Wie groß ist der Bemessungserregerstrom [mm] I_{EN} [/mm] ?
3.7.2 Ermitteln Sie den Bemessungswirkungsgrad [mm] \eta_{N}
[/mm]
Lösungen:
Zu 3.7.1: [mm] I_{EN} [/mm] = 1,2A
Zu 3.7.2: [mm] \eta_{N} [/mm] = 92,9% |
Hallo,
ich habe doch noch eine Frage zur Nebenschlussmaschine.
Mit folgender Rechnung komme ich nicht auf das Ergebnis zum Wirkungsgrad.
Meine Rechnung:
[mm] P_{1}=440V*(1,2A+84A)=37488W
[/mm]
n- [mm] n_{N} [/mm] = [mm] \bruch{M*2*\pi*R_{A}}{c*\phi}^{2}
[/mm]
[mm] c*\phi=\bruch{U_{AN}}{n}=17,8Vs
[/mm]
[mm] M=\bruch{(n-N_{N})*c^{2}*\phi^{2}}{2*\pi*R_{A}}=240Nm
[/mm]
[mm] P_{2}=2*\pi*M=35186W
[/mm]
[mm] \eta=\bruch{P_{2}}{P_{1}}=0,94 [/mm] also falsch
kann mir jemand meinen Fehler sagen?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 22:10 So 18.10.2009 | | Autor: | Klassiker |
Hallo,
1.) [mm] P_{1}=440V\cdot{}(1,2A+84A)=37488W [/mm]
das hast du richtig gemacht.
2.) [mm] c\cdot{}\phi=\bruch{U_{AN}}{n}=17,8Vs [/mm]
ist auch richtig - wobei du nicht so "grob" auf/abrunden solltest.
Alternativ kannst du auch diesen Formeln verwenden.
[mm] U_q=U_N-(R_A*I_A_N)=414,8 V[/mm]
[mm] c\cdot{}\phi=\bruch{U_{q}}{n_{N}}=17,777Vs [/mm]
3.) [mm] M=\bruch{(n_0-n_{N})\cdot{}c^{2}\cdot{}\phi^{2}}{2\cdot{}\pi\cdot{}R_{A}}=240Nm [/mm]
Wie so oft gibt es mehrere Wege nach Rom.
[mm] M_i=\bruch{c*\phi*I_A_N}{2\pi}=237,662 Nm[/mm]
[mm] P_i=M_i*2*\pi*n_0=34843,2 W[/mm]
oder
[mm] P_i=U_q*I_A_N=34843,2 W [/mm]
[mm] \eta=\bruch{P_i}{P_2}=0,929\Rightarrow 92,9%[/mm]
Eine Begründung bekommst du in den kommenden Tagen, wenn du nicht schon vorher deinen Prof. gefragt hast.
Gruß, Ralf.
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Hallo,
wie gesagt deine Formel ist im Prinzip richtig. Das Ergebnis weicht auch nur wenige Stellen nach dem Komma ab.
Das Thema lautet hier "Ankerrückwirkung". Bei "deiner" Formel, geht man davon aus, dass es keine "Ankerrückwirkung" gibt. Da es in der Aufgabe nicht ausdrücklich steht, solltest du diese Formel nicht verwenden. Wie so oft haben die Professoren oft ihren eigenen "Aufgabenstill" und du solltest dir eben merken, dass in solch einer Aufgabe dein Professor, diese Formel nicht haben möchte. Ausser erwähnt, dass diese "Ankerrückwirkung" vernachlässigt werden darf.
Ankerrückwirkung bedeutet, dass das Elektroblech des "Ankers" im Lastbetrieb in die Sättigung geht und man den resultierenden Fluss [mm]\phi[/mm] nicht einfach addieren kann. Diese Sättigung bzw. diesen Effekt der Verzerrung des Gesamtflusses nennt man Ankerrückwirkung.
Gruß, Ralf.
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(Frage) reagiert/warte auf Reaktion  | | Datum: | 22:29 Mo 19.10.2009 | | Autor: | Sir_Knum |
Hallo,
was meinst du denn mit:
> resultierenden Fluss [mm]\phi[/mm] nicht einfach addieren kann.
> Diese Sättigung bzw. diesen Effekt der Verzerrung des
> Gesamtflusses nennt man Ankerrückwirkung.
In meinem Skript stehen nur die beiden Formeln(deine also auch). Nur wo addiere ich denn Flüsse?
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Hallo,
deine Formel berücksichtigt die Ankerrückwirkung nicht. Die allg. Drehzahl-Drehmoment Formel lautet:
[mm] n=\bruch{U_A}{c*\phi}-\bruch{2*\pi*R_A}{(c*\phi)^2}*M [/mm]
Wenn man nun die Drehzahl für ein bestimmtes Drehmoment ausrechnen möchte muss man auch den entsprechende Fluss einsetzen - zu jedem Drehmoment gibt es einen entsprechenden Fluss.
Du sagts einfach, dass mit [mm] n_0=\bruch{U_A}{c*\phi}[/mm] folgende Zusammenhang gilt:
[mm] n=n_0-\bruch{2*\pi*R_A}{(c*\phi)^2}*M [/mm]
Du merkst nun, dass du einmal den Fluss [mm] \phi_0 [/mm] bei Leerlauf verwendest (indirekt mit deinem [mm] n_0) [/mm] und im nächsten Term verwendest du den Fluss [mm] \phi_N [/mm] bei Volllast. Und damit willst du nun dein Drehmoment bei Nenndrehzahl / Volllast ausrechnen. Naja, und da liegt eben der Hund begraben.
Gruß, Ralf.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:58 Mi 21.10.2009 | | Autor: | Sir_Knum |
Okay, gut. Danke habe ich jetzt verstanden.
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