Hallo, ich habe dazu schon verschiedene Aussagen gelesen, mal gibt die
Polpaarzahl die Anzahl der Wicklungen im Stator an. Die Polpaarzahl p=1
bedeutet ein Drehstromwicklungssystem mit 3 Wicklungen im Stator. In
anderen Büchern wird mit der Polpaarzahl die Wicklungsanzahl im Rotor
beschrieben, aber nirgends wird darauf hingewiesen, in welcher Beziehung
die Wicklungen des Stators und des Rotors zueinander stehen. (Um
Missverständnisse auszuschließen geht es jetzt nur um Innenpolmaschinen)
Muss z.B. ein Schenkelpolläufer mit der Polpaarzahl 2 auch die gleiche
Polpaarzahl im Stator haben? In diesem Beispiel also 6 Wicklungen. Oder
wäre auch die Polpaarzahl 1 oder 3 im Stator möglich? Es gibt ja auch
hochpolige High-Torque-Motoren mit Permanentmagneten im Rotor, da wird
es doch schwierig genau so viele Pole im Stator unterzubringen.
Die Polpaarzahl ist einfachsten als Verhältnis zwischen
Synchrondrehzahl und Netzfrequenz zu verstehen.
Ihr Ursprung liegt in einer Zweipolmaschine mit der Polpaarzahl 1.
Wichtig zu verstehen ist der unterschied zwischen Polzahl und
Polpaarzahl, unter Berücksichtigung der Phasenzahl.
Polpaarzahl = Polzahl/(2*Phasenzahl)
dabei gibt die Polzahl die Anzahl der magnetischen Pole an (unabhängig
vom Wicklungsaufbau) so ist es möglich die Wicklungen einer
Dreiphasenmaschine magnetisch als:
zwölfpolige (Polpaarzahl=4)---> U=f/4,
neunpolige (Polpaarzahl=3) ---> U=f/3,
sechpolige (Polpaarzahl=2) ---> U=f/2 oder
dreipolige (Polpaarzahl=1) ---> U=f/1
Machine zu verschalten(verdrahten).
Wobei die selbe zwölfpolige Maschine auch als dreipolpaarige
Vierphasenmaschine verschaltet und benutzt werden kann.
https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl#cite_note-Quelle_11-3
Namaste
Winfried J. schrieb:> Die Polpaarzahl ist einfachsten als Verhältnis zwischen> Synchrondrehzahl und Netzfrequenz zu verstehen.
Danke für deine Antwort, die Formel in welcher Beziehung die Polpaarzahl
zur Frequenz und Rotordrehzahl steht ist mir bekannt. Ich möchte ja auch
gerne verstehen was damit gemeint ist.
Aber bei deinem Beispiel mit den Polzahlen fangen die Ungenauigkeiten
schon an. Was meinst du mit einer dreipoligen Maschine (es gibt ja keine
Monopole)? Ich gehe davon aus du meinst damit 3 Wicklungen, die ein
Drehstromwicklungssystem (mit der Polpaarzahl 1) bilden.
Wenn ich mir das Beispiel von wikipedia anschaue steht da:
Ein 4-poliger Drehstromasynchronmotor hat also 2 Polpaare (4 Pole) mit
jeweils 3 Spulen, also insgesamt 6 einzelne Spulen.
laut deiner Formel Polpaarzahl = Polzahl/(2*Phasenzahl) kommt was
anderes raus
2 Polpaare *(2*3Phasen) ergibt die Polzahl 8
Wenn ich deine Aussage "dabei gibt die Polzahl die Anzahl der
magnetischen Pole an (unabhängig vom Wicklungsaufbau)" anschaue wird es
ganz verwirrend
"Unabhängig vom Wicklungsaufbau" bedeutet dass jede Wicklung einen Nord-
und Südpol hat, also Polzahl=2
Nehme und die 6 einzelnen Spule aus den Wikipedia-Beispiel, komme ich
auf die Polzahl=12
Frank S. schrieb:> Winfried J. schrieb:>> Die Polpaarzahl ist einfachsten als Verhältnis zwischen>> Synchrondrehzahl und Netzfrequenz zu verstehen.>> Aber bei deinem Beispiel mit den Polzahlen fangen die Ungenauigkeiten> schon an. Was meinst du mit einer dreipoligen Maschine (es gibt ja keine> Monopole)? Ich gehe davon aus du meinst damit 3 Wicklungen, die ein> Drehstromwicklungssystem (mit der Polpaarzahl 1) bilden.
n-polige Maschine meint Maschine mit n Polpaaren. Die Definition wider
die Sprache stammt nicht von mir.
> Wenn ich mir das Beispiel von wikipedia anschaue steht da:>> Ein 4-poliger Drehstromasynchronmotor hat also 2 Polpaare (4 Pole) mit> jeweils 3 Spulen, also insgesamt 6 einzelne Spulen.
da wirkt sich das Missverständis aus!
4-poliger Drehstromasynchronmotor bedeutet 24 (4*3*2) Magnetpoole
Hier kommt zum tragen das die Polpaarzahl 1 (1 polige Maschine) N=F
schon bedeutet 6 Magnetpole = 3 Polpaare
vierpolig = 4* 1 polig
> laut deiner Formel Polpaarzahl = Polzahl/(2*Phasenzahl) kommt was> anderes raus>> 2 Polpaare *(2*3Phasen) ergibt die Polzahl 8
2 Polpaare *(2*3Phasen) ergibt die Polzahl 12
Achtung
Wicklungen != Polpaare
kann, muss nicht.
Namaste
> n-polige Maschine meint Maschine mit n Polpaaren.
Ist den mit Polpaaren das selbe wie mit Polpaarzahl gemeint? Du hattest
ja oben geschrieben, dass eine 3-polige Maschine die Polpaarzahl 1 hat
>> Ein 4-poliger Drehstromasynchronmotor hat also 2 Polpaare (4 Pole) mit>> jeweils 3 Spulen, also insgesamt 6 einzelne Spulen.>> da wirkt sich das Missverständis aus!> 4-poliger Drehstromasynchronmotor bedeutet 24 (4*3*2) Magnetpoole>
Laut dem Wiki-Beispiel
https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl#Grundlagen hat doch die
4polige Drehstrommaschine 6 einzelne Spulen was 12 Pole bedeuten würde.
Jeweils einen Nord- und Südpol pro Spule
Winfried J. schrieb:>> 2 Polpaare *(2*3Phasen) ergibt die Polzahl 12>
ja richtig das ganze ist so verwirrend, ich kann schon keine
elementarsten Rechnungen mehr
Was gibt eigentlich Formelzeichen N, F, U und f an?
Frank S. schrieb:>> n-polige Maschine meint Maschine mit n Polpaaren.> Ist den mit Polpaaren das selbe wie mit Polpaarzahl gemeint? Du hattest> ja oben geschrieben, dass eine 3-polige Maschine die Polpaarzahl 1 hat>>>> Ein 4-poliger Drehstromasynchronmotor hat also 2 Polpaare (4 Pole) mit>>> jeweils 3 Spulen, also insgesamt 6 einzelne Spulen.>>>> da wirkt sich das Missverständis aus!>> 4-poliger Drehstromasynchronmotor bedeutet 24 (4*3*2) Magnetpoole>>> Laut dem Wiki-Beispiel> https://de.wikipedia.org/wiki/Polpaarzahl#Grundlagen hat doch die> 4polige Drehstrommaschine 6 einzelne Spulen was 12 Pole bedeuten würde.> Jeweils einen Nord- und Südpol pro Spule>> Winfried J. schrieb:>>>>> 2 Polpaare *(2*3Phasen) ergibt die Polzahl 12>>> ja richtig das ganze ist so verwirrend, ich kann schon keine> elementarsten Rechnungen mehr>> Was gibt eigentlich Formelzeichen N, F, U und f an?
U (N) meint hier die Drehzahl entschuldige das ist nicht korrekt müsst
n heißen alte Einheit U/min oder kurz U
später wurde daraus n oder (n ^-1)
f = frequenz
F (falsch) für f
Namaste
Frank S. schrieb:> ja richtig das ganze ist so verwirrend, ich kann schon keine> elementarsten Rechnungen mehr
ja, man muss höllisch aufpassen das beginnt bei der Sprache und der
Begrifflichkeit
in der Praxis interessant sind Klemmbild, Drehzahl und Frequenz
Und bei der Nutzung von FU's (Frequenzumrichter) wird Polzahl oft
fälschlicherweise synonym für Polpaarzahl geschrieben, besonders in
Menüs. Achtung Manuel sorgsam studieren, was tatsächlich gemeint ist!
Namaste
>in der Praxis interessant sind Klemmbild, Drehzahl und Frequenz
Ich würde dennoch gerne die Theorie, wie eine Maschine aufgebaut ist,
verstehen.
Die ursprüngliche Frage ist auch ganz untergegangen, gibt es den ein
festes Verhältnis (oder einen anderen Zusammenhang) zwischen der Anzahl
der Statorpole und der Rotorpole?
Und wie eine Maschine mit der Polpaarzahl p=2, 24 magnetische Pole
haben kann ist mir auch noch nicht ganz klar.
Wikipedia schreibt ja Polzahl= 2 * Polpaarzahl
Frank S. schrieb:> gibt es den ein> festes Verhältnis (oder einen anderen Zusammenhang) zwischen der Anzahl> der Statorpole und der Rotorpole?
Es gibt Gründe dafür und dagegen und es gibt alle denkbaren
Kombinationen, wobei diese unterschiedlich effektiv sind. Siehe
Kommutation.
Namaste
Wenn es keine feste Beziehung zw. der Anzahl der Stator- und Rotorpole
gibt, stellt sich ja die Frage, warum je nach Lehrbuch die Polpaarzahl
mit den Statorwicklungen und mal mit den Rotorwicklungen erklärt wird.
Frank S. schrieb:> Wenn es keine feste Beziehung zw. der Anzahl der Stator- und Rotorpole> gibt, stellt sich ja die Frage, warum je nach Lehrbuch die Polpaarzahl> mit den Statorwicklungen und mal mit den Rotorwicklungen erklärt wird.
Lehrbücher erklären prinzipielle Zusammenhänge an überschaubaren
Beispielen.
Die Praxis ist umfangreicher und komplexer.
Frank S. schrieb:> Sind den die 24 magnetischen Pole bei der 4-poligen Maschine überhaupt> korrekt? Ich konnte nichts finden was das bestätigt
Welche Antwort möchtest du, von wem dazu hören.
Das Prinzip ist imho benannt du kannst es prüfen und selbst
recherchieren.
Ich könnte mir selbst widersprechen, andere könnten das tun oder mich
betätigen und oder ergänzen. Wäre dir dadurch bei deiner
Wahrheitsfindung geholfen?
Namaste
Frank S. schrieb:> Ich würde dennoch gerne die Theorie, wie eine Maschine aufgebaut ist,> verstehen.
Aus eigener Erinnerung verstehe ich sehr gut, daß für Dich beim
"Hineinarbeiten" in die Materie anfangs recht viel verwirrend ist. :)
Was sicher teils auch daran liegen mag, daß identische Begriffe, wie z.B
"Pol", immer auch im Zusammenhang dessen verstanden werden müssen,
worauf sie sich jeweils beziehen.
Die Theorie von el. Maschinen ist in ihrem Kernpunkt ganz simpel:
Alle magnetischen Kreise in ihnen müssen geschlossen sein, damit sie
funktionieren können.
Leider wird das oft gar nicht erwähnt oder auch in Bildern nicht immer
eingezeichnet, obwohl man sich das immer vor Augen halten muß, weil es
das Verständnis erleichtern kann.
> Die ursprüngliche Frage ist auch ganz untergegangen,...
Die ursprüngliche Frage war die im Betreff.
> gibt es den ein> festes Verhältnis (oder einen anderen Zusammenhang) zwischen der Anzahl> der Statorpole und der Rotorpole?>
Ja, das gibt es. W.u. mehr dazu.
> Und wie eine Maschine mit der Polpaarzahl p=2, 24 magnetische Pole> haben kann ist mir auch noch nicht ganz klar.> Wikipedia schreibt ja Polzahl= 2 * Polpaarzahl
Was Wikipedia schreibt, ist schon richtig, weil sich die Polzahl (im
engeren Sinn) aus der Polpaarzahl errechnen läßt.
Die kleinste Zahl dafür ist 1, was aber auch beinhaltet, daß Du dann
zwei Einzel-Pole hast: einen N- und einen S-Pol.
Bei p=2, dann 4 Einzelpole usw.
Frank S. schrieb:> (Um> Missverständnisse auszuschließen geht es jetzt nur um Innenpolmaschinen)
Am transparentesten wird das alles z.B. bei Synchron-Maschinen.
Wir können uns im Bild hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmaschine#/media/File:Innenpolmaschine.svg
einfach einen Synchr.-Gen. vorstellen.
Die Verhältnisse sind klar:
1 Polpaar = 1 N- und ein S-Pol.
Im Bild ist leider nicht eingezeichnet, wie sich die magnetischen
Kraftlinien aufteilen bzw. in sich geschlossen sind.
Wir wissen ja, daß sie geschlossen sein müssen.
Vereinbarungsgemäß schliessen sie sich von N ausgehend in Richtung S.
Folglich teilen sich die Magnetlinien auf:
50% laufen in der einen Ständerhälfte und die anderen 50% in der anderen
Ständerhälfte zum S-Pol.
Jetzt können wir auch hergehen und 2 Polpaare einsetzen.
Also insgesamt 4 Einzelpole.
Die Bedingung ist aber dabei, daß reihum immer die Einzelpole
abwechselnd sein müssen.
Folglich muß der Gen. nicht nur anders gewickelt werden, sondern es wird
(bei gleicher Baugröße) bereits recht eng im Innenraum mit den zwei
Polpaaren.
Die magn. Kraftlinien würden sich dann anders als vorher nicht mehr über
180°, sondern jeweils über 90° im Ständer schließen, was aber noch nicht
problematisch wäre.
Viel problematischer wäre es, wenn man da nun 3 Polpaare (= 6
Einzelpole)unterbringen wollte.
Das geht nur, wenn man den Gen. - vorausgesetzt man bewickelt ihn so wie
im Bild - größer baut.
Was auch in der Praxis getan wird, weil nämlich mit der Erhöhung der
Polpaare gleichzeitig auch eine Erniedrigung der Gen.-Drehzahlen möglich
ist, wenn man eine bestimmte f, z.B. 50 Hz, liefern will.
Zu den Nuten:
Wenn Du im Bild die Nuten im Ständer zählst, kommst Du insgesamt auf 36.
36-nutige Ständer wirst Du bei weitaus den meisten Maschinen vorfinden.
Liegt daran, daß 36 durch 2, 4, 6, 9 und 12 teilbar ist.
9 nützt aber dabei nichts, weil es ohne dezimale Nachkommastelle nicht
durch 2 teilbar ist.
Alle anderen Zahlen ergeben dividiert durch 2 die Anzahl der Polpaare.
Läufer kann man aber auch ganz anders konstruieren:
Auch mit 36-nutigem Ständer bei kleinstmöglicher Bauweise.
Z.B. in Form von KFZ-Limas, die alle im Grunde genommen "waschechte"
Synchron-D-Gen. sind.
Ihr Klauenpol-Läufer "bietet" insgesamt 6 Polpaare bzw. 12 Einzelpole.
Diese hohe Anzahl von Einzelpolen erlaubt es dann auch, im Ständer
reihum immer wieder nacheinander die U,V und W-Wicklung zu verlegen.
Sind einfach Zick-Zack-Wicklungen in die in allen Nuten additiv
gleichzeitig Spannung induziert wird.
http://www.kfz.josefscholz.de/Drehstrom-Lima.html
Um auf Deine Frage mit p=2 und 24 magn. Polen zurückzukommen:
Klar ist mir nur, daß sich aus p vier Einzelpole ergeben.
Ich halte es auch für sehr gewagt, ständig ummagnetisierte Teile eines
Ständers in Überlegungen bzgl. "Polen" mit einzubeziehen.
Dies deshalb, weil die "Stärke" der Pole an sich als annähernd konstant
eingeordnet werden kann.
Jedenfalls ist das in Gen. der Fall, obwohl die Stärke der Pole
natürlich über die Erregung variiert werden kann.
Was jedoch etwas ganz anderes ist als Ummagnetisierung.
Es tut mir leid:
Deine Frage kann ich beim besten Willen nicht beantworten.
Wenn Du noch weißt, wo Du das gelesen hast, könntest Du es vielleicht
hier zitieren oder verlinken?
Ich kann Dir nur sagen und empfehlen, das von Dir eingangs Geschriebene
nun nochmal zu überdenken:
Frank S. schrieb:> Hallo, ich habe dazu schon verschiedene Aussagen gelesen, mal gibt die> Polpaarzahl die Anzahl der Wicklungen im Stator an. Die Polpaarzahl p=1> bedeutet ein Drehstromwicklungssystem mit 3 Wicklungen im Stator.
Ich weiß nicht, wo Du das gelesen hast.
Was D-Gen. anbelangt, ist es schlicht und einfach falsch.
Einerseits, weil landläufige D-Gen. i.d.R. mit Dieselmot. betrieben
werden und andererseits, weil p=1 typisch für Klein-Gen. 230V/50Hz ist.
Der Zusammenhang ist dabei:
Gen. mit p=1 müssen mit 3000U/min betrieben werden, um Spannung mit 50Hz
liefern zu können.
3000U/min sind aber bei Dieselmot. höchst unerwünscht.
Weil deren max. Drehmoment i.d.R. weit unter 3000U/min liegt. ;)
D-Gen. müßten unter (zu 230V, mit p=1) vergleichbaren Bedingungen noch
höher drehen, weil sie ja 400V generieren können müssen.
Also macht man das umgekehrt:
Mindestens p=2, um mit der Drehzahl in optimale für Diesel-Mot. kommen
zu können.
Naja, war ein etwas weiter "Ausflug" in Theorie und Praxis, weil es ja
wirklich nicht ganz so einfach ist, selektieren zu können, was richtig
oder falsch sein kann.
Hoffe, es kann Dir weiterhelfen. :)
Grüße
Ich schrieb:> D-Gen. müßten unter (zu 230V, mit p=1) vergleichbaren Bedingungen noch> höher drehen, weil sie ja 400V generieren können müssen.
Das ist so nicht richtig bzw. nicht korrekt, weshalb ich mich da auch
selbst korrigieren muß:
a) mit p=1 muß jeder Gen. mit 3000U/min drehen, damit er 50Hz liefern
kann
b) ob er dabei in nur eine Wicklung oder drei Spannung induziert, ist an
sich unerheblich
c) unter (zu 230V) vergleichbaren Bedingungen würde ein D-Gen. dreimal
230V generieren
d) er soll aber 400V generieren
Was bei fixierter Drehzahl (3000) nur dadurch möglich ist, daß man:
1) entweder seine Erregung erhöht, oder
2) die Drahtlängen bzw. die Nutenlängen erhöht
1) und 2) sind natürlich auch unerwünscht. ;)
Weshalb man insgesamt den "Ausweg" wählt:
Erhöhung der Polpaare, um bei Diesel-Gen. in Bereiche ihres max.
Drehmoments kommen zu können.
Grüße
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