Hallo!
Ich hab folgende Aufgabe zu lösen und komm nicht weiter:
Der fremderregte GSM einer Strassenbahn arbeitet im Nennbetrieb mit
folgenden Daten:
Un = 3 kV
In = 80 A
Pn = 200 kW
Mn = 1469 Nm
a) Bestimme den Wirkungsgrad -> 83,3%
b) Welche Nenndrehzahl nn stellt sich ein? -> 1300 U/min
c) Der Zug fährt mit konst. Motordrehzahl n=1200 U/min einen Hügel
hinauf, welches Moment wird dabei erbracht?
-> Hier fehlt mir der richtige Ansatz, wie ich zum Ergebnis komme.
Dachte zuerst daran, über das Verhältnis von Mn zu nn das neue Moment zu
bestimmen, aber bin mir nicht sicher, ob das der richtige Weg ist, zumal
das neue Moment dann niedriiger ausfällt, aber beim fremderregten GSM
müsste das Moment bei niedrigerer Drehzahl doch eigentlich höher
ausfallen.
Ich steh grade auf dem Schlauch. Kann mir jemand vielleicht einen Tipp
geben, wie ich da weiter komme?
Der letzte Teil der Aufgabe ist nicht eindeutig - da fehlen einfach ein
paar Informationen. Da kann man eigentlich nur selber Annahmen machen um
die fehlenden Informationen zu erseten:
Etwa es wird weiter nur der Nennstrom genutzt - dann bleibt es auch beim
Nennmoment. Das wäre wohl der einfachste Fall.
Andere Möglichktein wären etwa Nennleistung und konstanter Wirkungsgrad,
oder konstante Spannung und dann eine geschätzte Motorkennlinie. GSM
sind auch nicht alle gleich - so dass man sich bei den
Motoreigenschalften auch noch einigs Aussuchen kann.
so wie die Aufgabe gestellt ist, würde ich mal davon ausgehen, dass man
alles, was nicht angegeben ist, vernachlässigen kann und die Spannung
konstant bleibt.
Mit der abgegebenen Leistung und dem Strom kannst du die bei 1300U/min
induzierte Spannung ausrechnen:
Ui = 200kW / 80A = 2,5kV
bei 1200U/min sind es dann 2308V
der Ankerwiderstand ist 500V / 80A = 6,25Ohm
der Strom bei 1200U/min ist (3000V - 2308V)/ 6,25Ohm = 111A
Das Moment ist (111A / 80A) * 1469Nm = 2038Nm
Als weitere Angaben gabs nur den Hinweis, dass Lagerverluste und
Bürstenspannung zu vernachlässigen sind und phi konstant ist.
Habs jetzt aber glaub ich gelöst.
Denn das Moment ist ja prop. zum Ankerstrom.
Ich brauch also um die Verhältnisgleichung aufzustellen den neuen
Ankerstrom, der sich bei der Drehzahl einstellt. Der Ankerstrom hängt
wiederum von Ui ab, und Ui ist prop. zu n.
Lange Rede kurzer Sinn:
Mneu = Ineu/In * Mn -> ich muss Ineu bestimmen
aus U = Ui + I * Ra folgt Ineu = (Un - Uineu) / Ra
Uineu kann ich über die Drehzahl bestimmen, wenn ich Ui kenne, und Ui
kann ich bestimmen wenn ich Ra kenne.
Wegen zu vernachlässigender Lagerverluste nehme ich an, dass die
Differenz von Pzu zu Pab von den ohmschen Verlusten herrührt -> Ra =
deltaP / I²
Dann ist
Ra = 6,25 ohm
Ui = 2500 V
Uineu = 2038 V
Ineu = 110 A
Mneu = 2034 Nm
Steh schon wieder auf dem Schlauch...
d)Der Zug fährt jetzt Berg ab mit konstanter Drehzahl von n=1500U/min
und wird generatorisch abgebremst. Welche Leistung wird ins Netz
gespeist?
rechne die induzierte Spannung bei 1500U/min aus. Mit dem
Ankerwiderstand kannst du den Strom ausrechnen. Den Strom * 3kV ist die
Leistung, die zurückgespeist wird.
wollte es auch noch ausrechnen, aber etwas stimmt nicht.
ich komme bei 1500U/min auf eine induzierte Spannung von 2885V. Der
Motor würde also bei 3kV noch Leistung aufnehmen und keine abgeben.
Genau das hat mich auch verwirrt. Die Leerlaufdrehzahl liegt außerdem
bei 1560U/min und für Generatorbetrieb müsste die Drehzahl bei
Bergabfahrt darüber liegen.
Seltsam das ganze...
Die Berechnung von
> Alex (Gast)> Datum: 01.06.2014 10:04
lieferte schon die "Generatorspannung" von
2,5kV bei 1300/min.
Also hätte man bei 1500/min knapp 2,9kV => geht wirklich nicht ...
Übrigens:
Strassenbahnen mit 3000V und DC-Nebenschlussmaschinen sind eher selten.
Hi,
sogar so selten das 3KV schon zur "richtigen" Bahn gehören (z.B.
Niederlande) - aber das Beispiel Straßenbahn ist wohl eine
Verlegenheitslösung um irgendeine Anwendung zu haben.
Berechnungen für einen "richtigen" Bahnantrieb sind (waren) doch schon
"etwas" aufwendiger, da kommen (kamen) noch jede Menge andere Faktoren
hinzu.
(Gleichstrommotoren sind sowieso nur noch in älteren Bahnfahrzeugen
vorhanden )
mfg
Bahner
Straßenbahnen fahren typischerweise mit 600V. Bei induzierten 2900V
würde also eine ganze Menge eingespeist! ;)
Gibts denn einen Hinweis darauf, daß die Erregung beim generatorischen
Betrieb anders ist als beim motorischen Betrieb?
> sogar so selten das 3KV schon zur "richtigen" Bahn gehören (z.B.> Niederlande)
Nein, Holland hat nur 1500 V.
Entsprechend imposant sind die Fahrleitungen (fette
Doppeldraht-Wäscheleinen ...)
Deswegen fährt der grenzüberschreitende ICE, der eigentlich 16 MW
"könnte", bei unseren Nachbarn leistungsreduziert.
