Hallo, habe bald einen Eignungstest für einen Master und da kann folgende Frage vorkommen: Ein Drehstromnetz mit 50 Hz wird mit einem nicht linearen Verbrauch belastet. Wie ändert sich das Spektrum bei 700 Hz? Meine Recherche hat leider nichts brauchbares ergeben, deswegen probiere ich es mal hier, vielleicht kann mir einer weiterhelfen. Vielen Dank schon mal!
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Nichtlineare Elemente erzeugen Oberwellen. In wie weit ist von die 14. Harmonische betroffen ?
Eigentlich gar nicht oder? Aber so ganz genau habe ich das noch nicht verstanden^^
Tja, leider verstehe ich das immer noch nicht ganz so genau, also die Oberwellen werden verschoben (der Taylorfunktion) aber es gibt kein vielfaches bei 700 Hz?
Naja. 700 Hz ist die 14-fache Netzfrequenz. Und weiter .. Welche Arten von Last sind vorstellbar? zB -ein 3 puls Gleichrichter. -ein 6 puls Gleichrichter. .. .. und die generieren welche Oberwellen?
Mit "nichtlinear" ist sowas wie eine Diodengleichrichtung gemeint nehme ich an. Das ist in E-Technik zumindest das typische nichtlineare Bauelement. Das ergibt einen Verlauf wo der Sinus einen Knick bekommt. Knicke sind Stellen die nicht differenzierbar sind. Nicht differenzierbare Funktionen ergeben unendlich viele Oberwellen, also unendlich viele sin/cos Terme in der Fouriertransformation. Dann guckst du dir jetzt mal den Stromverlauf an einem Brückengleichrichter mit Ladekondensator an und machst dazu mal eine Fouriertransformation. Sollte man in Mathe gelernt haben. Und dann hast du dein Ergebnis.
Wo kommt denn jetzt der Gleichrichter her ?? Da steht doch allgemein nichtlinearer Verbraucher. Vielleicht meint man aber, daß der nichtlineare Verbraucher mit einer Stromfunktion f(x) = - f(x) nach Fourierreihenentwicklung grundsätzlich keine geradzahligen Oberschwingungen erzeugt. Ja, ich weiß es auch nicht genau und gebe deshalb auch so eine diffuse Müllantwort. Hm.
> Mit "nichtlinear" ist sowas wie eine Diodengleichrichtung gemeint nehme
ich an. Das ist in E-Technik zumindest das typische nichtlineare
Bauelement.
Das ergibt einen Verlauf wo der Sinus einen Knick bekommt.
Knicke sind Stellen die nicht differenzierbar sind.
Nicht differenzierbare Funktionen ergeben unendlich viele Oberwellen,
also unendlich viele sin/cos Terme in der Fouriertransformation.
Ist etwas schnell und uebertrieben. Eine diodenkennlinie ist stetig
differenziebar und gibt nur endlich viele Oberwellen.
Der Witz daran ist aber dass die urspruengliche Frequenz entweder 150
oder 300 Hz ist, je nachdem, ob man mit 3 pulsigem, oder 6 pulsigem
Gleichrichter arbeitet. Und daher 700 Herz keine Harmonische davon ist.
Danke für die schnellen Antworten, ich glaube der Witz daran ist, das man erkennen soll, das 700Hz keine Harmonische ist, da dies ja ein Eignungstest für einen Masterplatz ist. Die prüfen nur ob man es verstanden hat^^
700 Hz stehen sehr wohl harmonisch zu 50 Hz, nämlich im geradzahligen Verhältnis (14:1). Wenn die Verzerrung durch eine gerade Funktion hervorgerufen wird, entstehen nur geradzahlige Harmonische und für ungerade Funktionen ungeradzahlige Harmonische. Aus der Angabe nicht-linearer Verbraucher geht aber nichts weiter hervor! Funktionen, die weder gerade noch ungerade sind, erzeugen auch alle Vielfachen der Grundwelle. Klassisches Beispiel wäre der Brückengleichrichter, hier beim 3-Phasen-Drehstrom: Es entstehen aus drei um 120° versetzte 50-Hz-Schwingungen in der neuen Grundwelle am Ausgang des Gleichrichters 300 Hz. Weitere Anteile wiederum geradzahlig darüber, also 600 Hz, 1200 Hz, 1800 Hz - keine 700 Hz! Ist noch ein Lade-Kondensator am Ausgang, entstehen durch die zeitliche Asymmetrie sämtliche Vielfache von 300 Hz - 700 Hz ist dennoch nicht dabei. (Das geht dann aber über eine einfache nicht-lineare Verzerrung hinaus.) Beim Wechselstrom mit Brückengleichrichter analog: 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz - 700 Hz wären nicht dabei. Mit Lade-C am Ausgang: 700 Hz sind nun wieder dabei! Eine einzelne Diode kann weder eine gerade noch eine ungerade Funktion darstellen. Aus der Kombination von zwei gleichartigen Dioden (als Halbbrücke) bekommt man aber eine gerade Funktion realisiert (f(x) = f(-x)). Da es um eine praktische Aufgabenstellung geht, läuft es wohl darauf hinaus, dass 700 Hz nicht in der Reihe der erzeugten Oberwellen liegen. Allerdings: Der Strom einer einzelnen Phase kann durchaus 700-Hz-Anteile besitzen. In der Summe aller drei Phasen - und dabei ist es völlig egal, was am Ende angeschlossen wird - kommt immer Null heraus (nach Kirchhoff).
> In der Summe aller drei Phasen - und dabei ist es völlig egal, > was am Ende angeschlossen wird - kommt immer Null heraus (nach > Kirchhoff). Besonders bei der 3. Oberschwingung haut das ganz schlecht hin ...
Ist den eigentlich vorgegeben das die nicht lineare Last alle drei Phasen gleich belasten soll?
Hallo zu. @ Wolfgang. Hast du zufällig weitere Aufgaben? ich muss auch den blöden Test in Muenchen ablegen. es waere nett. danke im voraus
Hat man einen Sinus-Strom mit 1 A (eff.) und richtet ihn ideal gleich (ohne Kondensator), sind die ersten 20 Harmonischen (Beträge gerundet in A): 1. 0,7071 alle weiteren ungeradzahligen sind 0 2. 0,3001 4. 0,0600 6. 0,0257 8. 0,0143 10. 0,0091 12. 0,0063 14. 0,0046 16. 0,0035 18. 0,0028 20. 0,0023
Wolfgang Kurz schrieb: > Ein Drehstromnetz mit 50 Hz wird mit einem nicht linearen Verbrauch > belastet. Wie ändert sich das Spektrum bei 700 Hz? Was "juckt" es denn eigentlich das D-Netz (50 Hz), wenn ausgangsseitig von irgendwelchen Verbrauchern irgendwelche f erzeugt werden? ;)
> Was "juckt" es denn eigentlich das D-Netz (50 Hz), wenn ausgangsseitig > von irgendwelchen Verbrauchern irgendwelche f erzeugt werden? ;) Die verzerrten Ströme fliessen notwendigerweise durch die Netzimpedanz. Die Klemmenspannung hat dann ebenfalls Oberschwingungen, und sieht dann z.B. so aus, wie oben im Bild: http://elektronik-labor.de/Notizen/0316LED14.jpg Weiterhin machen die Oberschwingungensströme zwar zusätzliche Verluste (=Wärme) in Leitungen und Umspannern, aber praktisch wird durch sie keine Nutzleistung übertragen.
Je nach Tageszeit ist der sin im öffentlichen D-Netz mehr oder weniger "verwaschen". Was hat das aber mit der "Testfrage" zu tun? Wolfgang Kurz schrieb: > Ein Drehstromnetz mit 50 Hz wird mit einem nicht linearen Verbrauch > belastet. Wie ändert sich das Spektrum bei 700 Hz? Außer, daß auch die Frage "verwaschen" ist. ;) Uns brachte man während des Studiums bei, etwas merkwürdig formulierte Aufgaben prinzipiell durch entspr. Annahmen zu unseren Gunsten zu interpretieren. :D Annahmen: 1) Synchron-D-Gen.(nachgeregelt; 50 Hz; 100 kVA) im Inselbetrieb; d.h. autarkes Netz mit einwandfreiem sin 2) Zunächst kein Verbraucher aufgeschaltet 3) Aufschaltung eines nicht linearen Verbrauchers (5 kW), der ausgangsseitig 700 Hz erzeugt. Der Verbraucher hat intern einen B6-Brückengleichrichter. 4) Da der Begriff "Spektrum" nicht näher beschrieben ist, wird vorausgesetzt, daß er sich auf das D-Netz bezieht. Welches Spektrum verändert sich nun wie, wenn 3) erfolgt? 1) erhält eine Stromanforderung und regelt genau so nach, wie bei weiteren Stromanforderungen; d.h. permanent. Das Spektrum des D-Netzes verändert sich dabei nicht, weil die alleinige Belastung von ihm durch 5 kW an sich nicht nennenswert ist. //Oder doch? Und falls ja, warum (genau) sollte sich das Spektrum des D-Netzes verändern?//
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