Guten Abend zusammen! Ich hoffe mir wird jemand helfen können/wollen. :D Es geht um ein Thema in meinem ET-Lehrmodul bzgl. Antriebstechnik. Da ich leider absolut keine Ahnung von Elektrotechnik habe und mehr oder minder ins kalte Wasser gesprungen bin, fällt es mir seit einigen Tagen sehr schwer das nötige Verständnis für die Aufgabe aufzubringen. Darum bitte ich nicht um die einfache Lösung (ihr sollt ja nicht meine Hausaufgabe machen), sondern um eine Erklärung weshalb und warum. Für euch ist die Aufgabe vermutlich lachhaft, ich zerbreche mir aber derzeit (vor allem wegen des äußerst mageren ,,Skriptersatzes") tierisch den Kopf - auch googlen konnte mir bisher nicht wirklich weiterhelfen. Genaugenommen habe ich mit jeder Aufgabe Probleme, welche vermutlich aber daran liegen dass ich keinen richtigen Ansatz finde. Deswegen zu Aufgabe 1: Gefragt wird hier nach dem Motorstrom und dem Leistungsfaktor cos(phi_N) im Bemessungspunkt. Gegebene Werte sind der Bemessungspunkt M/Mn, sowie Spannung und Frequenz, P_N in kW, eta_N pro min, I_N, M_N in Nm, usw. - Vermutlich alle wichtigen Werte. Zur Verfügung steht mir hier (aus meinem rausgekramten Tabellenbuch) folgende Formel (betrifft den Einphasenmotor aus meiner Aufgabe): I = P / ( eta x U x cos(phi) ) Klingt ja soweit schonmal ganz gut, allerdings soll ich sowohl den Motorstrom als auch Leistungsfaktor cos(phi_N) berechnen - oder kann ich den Leistungsfaktor ganz einfach der Tabelle (s.o. gegebene Werte) entnehmen? Der aktuelle Bemessungspunkt soll ja berücksichtigt werden. Ich hoffe ihr könnt mir helfen einen Ansatz zu finden. Danke! Liebe Grüße, Simon
Es ist am einfachsten, wenn du die ganze Aufgabe stellst, und zwar 1:1 wie du sie bekommen hast.
,,Auf Blatt xy befinden sich die Parameter des einphasigen Wechselstrommotors. Die Parameter beziehen sich auf die Bemessungslast bzw. Nennlast. Der Motor wird unterhalb der Nennlast belastet. Die aktuelle Teillast beträgt 0,45." ,,Wie groß sind Motorstrom und Leistungsfaktor cos(phi_N) im Bemessungspunkt?" Gegeben sind dann die Werte des einphasigen Wechselstrommotors: P_N in kW [2,2], n_N pro min [2810], eta_N in % [81], cos(phi_N) [0,99], I_N [11,9], M_A/M_N [0,33], I_A/I_N [3,8], M_K/M_N [1,7]
Hai! Simon Z. schrieb: > Gefragt wird hier nach dem Motorstrom und dem Leistungsfaktor > cos(phi_N) im Bemessungspunkt. Hmm. Das gibt keinen Sinn. Du bist ganz sicher, dass nicht nach Motorstrom und Leistungsfaktor im aktuellen Betriebspunkt gefragt wird? Der "Bemessungspunkt" nach neuer Sprachregelung entspricht dem herkömmlichen Nennbetriebspunkt oder Nennarbeitspunkt. Die "Bemessungs"-Werte (=Nennwerte) sind die auf dem Typenschild. Da gibt es nix zu rechnen. > Der aktuelle Bemessungspunkt soll ja berücksichtigt werden. Der "aktuelle Bemessungspunkt" ist meiner unmaßgeblichen Meinung nach begrifflicher Quatsch. Steht das tatsächlich so in einer Deiner Aufgaben? Die "Bemessungswerte" stehen, wie oben schon gesagt, auf dem Typenschild bzw. sind auf andere Weise gegeben. Die sind fixiert. Ende. Der tatsächliche aktuelle Betriebspunkt (in der "Schwachstrom- technik" würde man sagen: Arbeitspunkt) weicht i.d.R. vom Bemessungspunkt ab. Um die aktuellen Betriebswerte zu ermitteln, muss man die Bemessungswerte und die Formeln kennen und rechnen. Gruß, Rainer
Simon Z. schrieb: > ,,Wie groß sind Motorstrom und Leistungsfaktor cos(phi_N) im > Bemessungspunkt?" > > Gegeben sind dann die Werte des einphasigen Wechselstrommotors: > > P_N in kW [2,2], n_N pro min [2810], eta_N in % [81], cos(phi_N) [0,99], > I_N [11,9], M_A/M_N [0,33], I_A/I_N [3,8], M_K/M_N [1,7] Wenn die Aufgabe so 1:1 gestellt ist, dann hier meine Antworten: Motorstrom I_N = 11.9 A cos(phi_N) = 0.99 Aber irgendwie wäre das ja zu einfach :) Scan doch einfach die Aufgabe und poste sie hier in einer vernünftigen Größe (also nicht in 5MB oder so).
Hallo! Danke für Deine Antwort. In der Aufgabestellung steht tatsächlich ,,Wie groß sind [...] im Bemessungspunkt?". Als Nennlast wird hier die ,,*Bemessungslast*" erwähnt. Alles sehr verwirrend für mich. Ich poste mal die nächsten Aufgaben, vielleicht ergibt sich Dir dann der Sinn der Aufgabe (weil die Aufgaben vermutlich zusammenhängen). Wie bereits erwähnt wurde sind die Typenschildangaben vorhanden, richtig. a) Wie groß sind Motorstrom und Leistungsfaktor (cos(phi_N)) im Bemessungspunkt? (,,Die aktuelle, nicht volle Belastung wird Teillast genannt und beträgt P_mech/P_mech,N = 0,45"). Was jetzt hier genau mit Bemessungspunkt gemeint ist, erschließt sich mir nicht. b) Wie groß ist die aus dem Netz aufgenommene elektrische Wirkleistung bei Nennbelastung (P_elektr,N = U_N x I_N x cos(phi_N))? Ich vermute diese Aufgabe lässt sich simpel mit den Parametern des Typenschildes berechnen, richtig? c) Wie groß ist der Wirkungsgrad bei Nennbelastung? (,,Diesen Wert können Sie aus der Tabelle ermitteln (Spalte eta entspricht eta_N). Der Wert kann alternativ auch aus dem Verhältnis P_mech,N/P_elektr,N berechnet werden. P_mech,N kann aus der Tabelle bestimmt werden.") d) Wie groß wird der Motorstrom bei der angegebenen Teillast? (,,Bitte beigefügte Diagramme verwenden") e) Wie groß wird der Leistungsfaktor (cos(phi)) bei Teillast? (,,Bitte beigefügte Diagramme verwenden und mit Tabellenwert multiplizieren.") f) Wie groß ist die aus dem Netz aufgenommene elektrische Wirkleistung bei Teillast? g) Wie groß ist der Wirkungsgrad bei Teillast? (,,Berechnung des Wirkungsgrades wie unter Punkt c) angegeben. D.h. dieser Wert kann nicht der aus der Tabelle entnommen werden.") Es geht in erster Linie nur um Aufgabe a)! Ich vermute es ist bei mir in erster Linie ein Verständnisproblem - vor allem was die Begrifflichkeiten angeht. Ich hoffe auf etwas ,,Starthilfe" damit sich mir der Rest erschließt. :)
Hai! Simon Z. schrieb: > In der Aufgabestellung steht tatsächlich ,,Wie groß > sind [...] im Bemessungspunkt?". Hmm. Gut. Dann ist das wahrscheinlich auch gemeint. Also Ablesen vom Typenschild, würde ich sagen. Die weitere Folge der Teilaufgaben deutet für mich darauf hin; man will vom Einfachen zum Komplizierten gehen. > Als Nennlast wird hier die ,,*Bemessungslast*" erwähnt. > Alles sehr verwirrend für mich. Hmmm. In Deinem Beitrag von 20:20 Uhr schreibst Du - Zitat: > "Auf Blatt xy befinden sich die Parameter des einphasigen > Wechselstrommotors. Die Parameter beziehen sich auf die > Bemessungslast bzw. Nennlast. Der Motor wird unterhalb der > Nennlast belastet. Die aktuelle Teillast beträgt 0,45." Mit den Teilaufgaben a bis g aus Deinem letzten Beitrag interpretiere ich das wie folgt: Der Verfasser der Aufgaben ist sich im Klaren darueber, dass die Begriffe "Nennlast" (alt) bzw. "Bemessungslast" (neu) im vorliegenden Fall dasselbe bedeuten. Deshalb schreibt er "Bemessungslast *bzw.* Nennlast". Soweit ich weiss, ist für alle normalen Verbraucher die Unterscheidung zwischen Nennwerten und Bemessungswerte nicht wichtig. Das ist nur bei den Netzen für Elektroenergie interessant. > Ich poste mal die nächsten Aufgaben, vielleicht ergibt sich > Dir dann der Sinn der Aufgabe (weil die Aufgaben vermutlich > zusammenhängen). Ja, gut. > Wie bereits erwähnt wurde sind die Typenschildangaben > vorhanden, richtig. In Ordnung. > a) Wie groß sind Motorstrom und Leistungsfaktor (cos(phi_N)) > im Bemessungspunkt? Ja, logo: Angaben vom Typenschild ablesen. > (,,Die aktuelle, nicht volle Belastung wird Teillast genannt Ja, auch logisch. > und beträgt P_mech/P_mech,N = 0,45"). Was jetzt hier genau > mit Bemessungspunkt gemeint ist, erschließt sich mir nicht. Der Bemessungspunkt ist der Nennbetriebspunkt oder Nennarbeitspunkt oder wie immer man das bezeichnen will. Das ist (bei den üblichen Verbrauchern) dasselbe. Dazu zwei Bemerkungen: 1) Für die Unterscheidung von Nennwerten und Bemessungswerten habe ich irgendwo folgende Begründung gelesen: Eine Schaltanlage für z.B. 20kV ist für eine Nennspannung von 20kV vorgesehen. Das ist der Sollwert. Real hat die Spannung an der Anlage aber Toleranzen; sie kann bei bestimmten Betriebszuständen im normalen Betrieb auch höher oder niedriger sein als genau 20,00kV. Die Anlage muss aber bei allen Spannungen, die im Toleranzband liegen, richtig funktionieren. Der die Anlage auslegende Ingenieur muss also immer drei Rechnungen mit "Nennspannung plus Toleranz", "Nennspannung" und "Nennspannung minus Toleranz" durchrechnen. Da die Fritzen vom VDE es aber unschön fanden, von "oberer Nennspannung", "Nennspannung" und "unterer Nennspannung" zu reden, hat man die Unterscheidung von Nennspannung und Bemessungsspannung eingeführt. Welcher Begriff genau was bedeutet, weiss ich aber nicht. Ob die Erklärung überhaupt stimmt, weiss ich auch nicht ;-) Ich habe mir nur gemerkt: Für die üblichen Verbraucher muss mich der Unterschied von Nennspannung und Bemessungsspannung nicht interessieren. 2) Welche Bedeutung bei normalen Verbrauchern der Nennbetriebspunkt (= Bemessungspunkt) hat, ist hoffentlich klar: Alle "Nenn"-Angaben gehören zusammen. Das heißt: Bei Nennspannung, Nennlast und Nenn- frequenz zieht der Motor Nennstrom, hat Nennwirkungsgrad, Nenn- leistungsfaktor und ggf. Nennschlupf. Wenn der reale Betriebspunkt vom Nennbetriebspunkt abweicht, muss man rechnen. > b) Wie groß ist die aus dem Netz aufgenommene elektrische > Wirkleistung bei Nennbelastung (P_elektr,N = U_N x I_N x > cos(phi_N))? > Ich vermute diese Aufgabe lässt sich simpel mit den Parametern > des Typenschildes berechnen, richtig? Ja, richtig. > c) Wie groß ist der Wirkungsgrad bei Nennbelastung? (,,Diesen > Wert können Sie aus der Tabelle ermitteln (Spalte eta entspricht > eta_N). Der Wert kann alternativ auch aus dem Verhältnis > P_mech,N/P_elektr,N berechnet werden. P_mech,N kann aus der > Tabelle bestimmt werden.") Ja, auch korrekt. Eta_n ist entweder gegeben oder kann aus den Typenschildangaben berechnet werden. Völlig in Ordnung. > d) Wie groß wird der Motorstrom bei der angegebenen Teillast? > (,,Bitte beigefügte Diagramme verwenden") Ja, logo. Verhalten bei Teillast hängt von der Bauart des Motors ab. Drehstrom-Asynchronmotor ist anders als ein Motor mit Kollektor. > e) Wie groß wird der Leistungsfaktor (cos(phi)) bei Teillast? > (,,Bitte beigefügte Diagramme verwenden und mit Tabellenwert > multiplizieren.") > > f) Wie groß ist die aus dem Netz aufgenommene elektrische > Wirkleistung bei Teillast? > > g) Wie groß ist der Wirkungsgrad bei Teillast? (,,Berechnung > des Wirkungsgrades wie unter Punkt c) angegeben. D.h. dieser > Wert kann nicht der aus der Tabelle entnommen werden.") Ohne es im Detail durchdacht zu haben, sage ich mal: Klingt alles vernünftig. > Es geht in erster Linie nur um Aufgabe a)! Ich vermute es ist > bei mir in erster Linie ein Verständnisproblem - vor allem was > die Begrifflichkeiten angeht. Ja, das vermute ich auch. Bei dem ganzen Elektro-Zeug ist halt das Problem, dass die Begriffe faktisch von den VDE-Normen vorgegeben werden. Die Begriffe ändern sich aber alle Nase lang, und die armen Schülder, Lehrlinge, Studenten hören nur: "Das heisst jetzt so!" Sie erfahren aber nicht, warum das jetzt so heißt. Was die feinsinnige Unterscheidung von "Nennwerten" und "Bemessungswerten" angeht, so empfehle ich vorläufig: Ignorieren. In der normalen Elektrotechnik sind die Bemessungswerte die Nennwerte. > Ich hoffe auf etwas ,,Starthilfe" damit sich mir der Rest > erschließt. :) Hoffe, geholfen zu haben. Gruß, Rainer
Hallo Rainer! Du hast mir bei den anderen Aufgaben sehr geholfen, vor allem Deine Erklärung der Begrifflichkeiten bringt etwas Licht ins Dunkel. Allerdings hakt es bei mir immer noch mit der Berechnung der geforderten Werte (Motorstrom und Leistungsfaktor cos(phi_N)) im Bemessungspunkt 0,45 - denn zu M_N gibt es in der Parametertabelle mehrere Angabe die man ,,ablesen" könnte. Ich weiß jedoch keinen Ansatz, was ich mit meinen zu berücksichtigenden Teillast 0,45 M/M_N anfangen soll. Mein ET-Tabellenbuch hilft mir da auch nicht wirklich weiter. Irgendwo hängt's da noch... Liebe Grüße, Simon
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Hallo Simon! Damit kannst du wahlweise Mn bestimmen wenn das M im aktuell betrachteten Betriebspunkt bekannt ist oder anders herum. Z.B. M(Betriebspunkt)=3Nm -> Mn=3Nm/0,45=6,667Nm Und damit kann man dann die weiteren Größen errechen. Wenn man die Nenndrehzahl hat, ergibt sich die mechanische Leistung aus P=omega*M usw. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Danke für die Antwort Thorsten! Ich glaube wir nähern uns der Lösung langsam an. :D Allerdings stelle ich gerade alles wieder etwas in Frage. Ich versuche mal den (Schein-?)Widerspruch klar zu machen: ,,Die Parameter beziehen sich auf die Bemessungslast, auch Nennlast genannt." Okay, Bemessungslast = Nennlast = ,,maximale" Belastung = Parameter auf dem Typenschild ,,Der Motor wird weniger als das Bemessungslastmoment belastet." Okay, d.h. der Motor läuft nicht auf voller Kraft - also mit einer Leistung unterhalb des Nennlastmoments. ,,Die aktuelle, nicht volle Belastung wird Teillast genannt und beträgt P_mech / P_mech,N = 0,45" Die Teillast (mit Verweis auf Aufgabe a)?) ist also die Last, die im Bemessungspunkt = 0,45 ist? ,,a) Wie groß sind Motorstrom und Leistungsfaktor (cos(phi_N)) im Bemessungspunkt?" Mit dem Bemessungspunkt ist jetzt vermutlich die Teillast unter 0,45 M/Mn gemeint oder die Nennlast? Wenn ich einfach aus dem Typenschild ablesen könnte (hier ist cos(phi_N) mit 0,99 angegeben) wäre die Sache ja klar. Aber wie berücksichtige ich die 0,45 - wenn überhaupt? ,,d) Wie groß wird der Motorstrom bei der angegebenen Teillast? (bitte beigefügte Diagramme verwenden)" Auf den Diagrammen sind jetzt 2 Kurven angezeigt. Einmal der Strom (I/I_N) mit I_a/I_aN pro P_mech/P_mech,N und einmal der Leistungsfaktor (cos(phi)/cos(phi_N)) mit cos(phi)/cos(phi_N) pro P_mech/P_mech,N. Die Diagramme sind auf 100% Nennbelastung skaliert und sehen äußerst unspektakulär aus. Ich verstehe jetzt einfach nicht ob ich bei a) rechnen soll oder nicht. Und wenn ja: Wo ist der Unterschied zwischen a) und d)? Ich versteh' nicht ganz was der Mann von mir will. oO Liebe Grüße, Simon
Hallo Simon! Lass dich von den Begriffen nicht verwirren. Der Motor hat Nenndaten, die normalerweise auf dem Typenschild stehen, wie hier schon richtig angemerkt wurde. In diesem Fall sind sie aber nicht bekannt. Statt dessen hat man in einem (beliebigen) Arbeitspunkt gemessen. Deine Aufgabe ist es jetzt aus diesen Daten die Nenndaten zu errechnen. Mit freundlichen Grüßen Thorsten Ostermann
Danke für die schnelle Antwort! Dass ich bei a) rechnen muss ist mir jetzt soweit klar. Allerdings weiß ich nicht warum ich jetzt bei a) den Motorstrom berechnen muss und bei d) das Diagramm zur angegebenen Teillast (Teillast = Bemessungspunkt = cos(phi_N) = 0,45) auslesen soll. Ich müsste ja auf die selben Werte kommen - wobei a) ja genauer ist weil berechnet. Liebe Grüße, Simon
Simon Z. schrieb: > Dass ich bei a) rechnen muss ist mir jetzt soweit klar. Seufz Du hast es immer noch nicht verstanden. > Allerdings weiß ich nicht warum ich jetzt bei a) den > Motorstrom berechnen muss Musst Du auch nicht. Bei a) wird nach dem Bemessungspunkt gefragt, das ist der Nennbetriebspunkt, das sind die Daten, die auf dem Typenschild stehen. > und bei d) das Diagramm zur angegebenen Teillast > (Teillast = Bemessungspunkt *NEIN!!* Himmelherrgott. Teillast ist Teillast! Bemessungslast ist Nennlast ist Volllast! Ist das so schwierig? > = cos(phi_N) = 0,45) auslesen soll. Ich müsste ja auf > die selben Werte kommen - wobei a) ja genauer ist weil > berechnet. <Gebetsmühle> Bei a) wird nach Volllast = Nennlast = Bemessungslast gefragt. Bei d) wird nach Teillast gefragt. Was ist daran unverständlich? </Gebetsmühle>
Pardon wollte meinen Beitrag gerade korrigieren. :D Ich hab' mich ganz ganz böse verlesen! Tut mir leid. Die Begriffe á la ,,Bemessungs-xy" haben mich etwas irritiert. Danke für eure Mühen! Liebe Grüße, Simon
Nachtrag: a) --> Bemessungspunkt (=Nennlast) b) --> Nennbelastung (=Bemessungspunkt) c) --> Nennbelastung (=Bemessungspunkt) d) --> Teillast e) --> Teillast f) --> Teillast g) --> Teillast Die oben fettgeschriebenen Begriffe stehen EXPLIZIT im Aufgabentext (die Erläuterung in Klammern ist von mir). Das einzige, was etwas unglücklich an der Aufgabe ist, ist die Erläuterung zum Begriff "Teillast". Die hätte nicht in die Teilaufgabe a) gehört.
Okay, ich habe die komplette Aufgabe jetzt mal durchgerechnet und dafür folgende Formeln abgewandt: a) I_N und cos(phi_N) aus Tabelle b) P_elektrisch,N = U_N x I_N x cos(phi_N) (Alle 3 Werte aus der Tabelle) c) P_mech,N / P_elektrisch,N x 100 = Wirkungsgrad eta_N in % d) Motorstrom I_T (T für Teillast, aus Diagramm berechnet) = I_D (aus Diagramm entnommen) x I_N e) Leistungsfaktor cos(phi_T) = cos(phi) (aus Diagramm entnommen) x cos(phi_N) f) Elektrische Wirkleistung bei Teillast P_elektrisch,T = U_N x I_T (aus d)) g) Hier habe ich Probleme beim Wirkungsgrad eta_T in %. Ich dachte dabei an folgende Formel: eta_T = P_mech,N / P_elektrisch,T x 100 Allerdings kommt bei der g) ein Wert >100% heraus. Edit: Schon wieder ein Fehler beim überfliegen -.-
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