Asynchronmaschine: Wirkungsgrad = 1 - Schlupf?

Sarah E. schrieb:

ich arbeite mich gerade ein in die Asynchronmaschine. Dabei bin ich in einer Aufgabe auf die Gleichung

Wirkungsgrad = 1 - Schlupf

gestoßen.

Erstaunlich! Dann hätte eine leerlaufende Asynchronmaschine einen Wirkungsgrad von 100%, obwohl das Drehmoment im Leerlauf Null ist und damit auch die abgegebene Leistung.

Grüßle, Volker

Zum Vergleich. Ein 3kW Motor hat ca 90% bei 2935, die ältere Version 87% bei 2895.

Sarah E. schrieb:

ob diese gültig ist oder sie sonst irgendwo in der Literatur vorzufinden ist?

Wenn auch sonst vom Schlupf der Asynchronmaschine die Rede ist, bekommt man es hier kurz zusammen gefasst:

https://www.js-technik.de/online-rechner/berechnungen-schlupf/

mfg

H. H. schrieb:

Sie ist stark vereinfachend, ...

Sehr große ASM-Motoren, also deutlich über 100kW, kommen dem schon recht nahe, mehr aber nicht.

Eine ASM mit einem supraleitenden Anker (Kurzschlusswicklungen) geht über in einen Phasenversatz und hat keinen Schlupf mehr sofern nicht als Schleifringläufer mit externen Widerständen ausgeführt.

Danke für die Rückmeldungen.

Von Ankerverlusten, die vernachlässigt werden können, steht in der Aufgabe nichts. Allerdings steht dort, dass die Ständerverluste vernachlässigt werden können.

Ist dies damit erklärbar oder sind die Ankerverluste auch zwingend gleich null?

Wie würde die Gleichung aussehen, wenn die Ankerverluste zu berücksichtigen sind?

Bei Leerlauf und bei Blockierung ist der Wirkungsgrad 0. Bei zunehmender Belastung ab Leerlauf nimmt der Wirkungsgrad und der Schlupf zu, bis irgendwann der maximale Wirkungsgrad erreicht ist, aber kleiner als 100% ist. Bei weiter zunehmender Belastung nimmt der Schlupf weiter zu, aber der Wirkungsgrad wird wieder schlechter, bis er dann bei Blockierung wieder 0 ist.

https://de.wikipedia.org/wiki/Wirkungsgrad

Gilt somit die Gleichung

Wirkungsgrad = 1 - Schlupf

dann, wenn der Statorwiderstand vernachlässigt werden kann?

Sarah E. schrieb:

ich arbeite mich gerade ein in die Asynchronmaschine. Dabei bin ich in einer Aufgabe auf die Gleichung

Wirkungsgrad = 1 - Schlupf

Das ist grober Unfug, bist du ein Troll?

Vereinfachen kann man sowas als Aufgabensteller, so dass man sagen kann, Wert x ist so wie im Aufgabenmodell. Das heißt, auch so zu rechnen. Aber mit dem Wirkungsgrad an sich hat das erstmal nichts zu tun - wie gesagt, es ist Unfug. Das würde ich auch dem Aufgabensteller unter die Nase halten.

Allerdings: gewisse Werte sind nicht unabhängig voneinander -> noch etwas mehr Tiefenverständnis mitbringen, und auch Fertigkeiten zur Umrechnung von Energiewerten verbessen!. (Internet hilft hier nicht so gut, da muss man sich schon in die eigenen Unterlagen (sofern man welche hat) vertiefen und nach Möglichkeit auch mit Leuten, die gut im Umrechnen sind üben bzw. viel üben, nix im Internet herumsuchen.)

Diese Aussage beschränkt sich nur auf die Aussage zur Wirkung des Schlupfs des Motors, also ein für den asynchronen Betrieb zwangsweiser Vorgang.

Beim Asynchronmotor besteht zwischen dem netzerzeugten Drehfeld mit 3000 Touren und dem Ankerfeld eine Verbindung, die ein Drehmoment übergeben.

Drehmoment M = das des Drehfelds ist dabei gleich dem des Ankers

Da die Leistung Drehmoment mal Drehzahl ist, besteht folgende Bilanz:

Leistung Drehfeld : M x 3000rpm = 100 % (meinetwegen 1000 W) Leistung Ankerwelle: M x 2700rpm = 90% (dann 900 W)

irgendwo gehen also 10% (100 W) der Leistung verloren, entsprechend dem Drehzahlunterschied, wie bei einer schleifenden mechanischen Kupplung.

Alle anderen Leistungsverluste wie Eisenverluste, ohmsche Verluste usw. kommen im realen Asynchronmotor noch dazu.

Ich habe die Aufgabe bei mir in einem Buch, durch googeln habe ich sie aber auch im Netz gefunden und hier angehängt. In Aufgabenteil a) wird der Nennwirkungsgrad so berechnet als Differenz von 1 - Nennschlupf.

Im Originaltext aus meinem Buch werden in der Beschreibung nur die Ständerverluste vernachlässigt, in der Internetdarstellung werden aber auch zusätzlich in der Beschreibung die mechanischen Verluste und die Sättigung als vernachlässigt angegeben.

Das T-Ersatzschaltbild hat ja

• ständerseitige ohmsche Verluste
• läuferseitige ohmsche Verluste
• Eisenverluste

Stellen die mechanischen Verluste in dem Ersatzschaltbild dann die Eisenverluste dar?

Und noch ein Beitrag zum Thema Schlupf.

(m. W. im Großkraftwerk Mannheim ?)

Dampfturbinen haben bei Teillastbetrieb eine andre Drehzahl für optimalen Wirkungsgrad als bei Volllast. Man könnte natürlich einen Generator mit dieser Drehzahl betreiben, und dann per Gleichrichtung + Wechselrichter ins Netz einspeisen. Da aber Gleichrichtung + Wechselrichtung diese großen Leistungen nicht bewältigen, hat man folgende Lösung erprobt bzw eingesetzt:

Turbine läuft z.B um 10 Prozent schneller als Netz. Generator liefert mit (neg.) Schlupf direkt 50 Hz ins Netz. Anker ist kein Kurzschlussanker sondern liefert mit 5 Hz die durch den Drehzahlunterschied bedingte Leistung per Gleichrichter und Wechselrichter ebenfalls ans Netz.

Vorteil: die Wechselrichteranlage muss nur die Differenzleistung von 10% bewältigen, dabei kann die Turbine auch bei Teillast mit ihrer dann optimaler Drehzahl betrieben werden. Auch gleichmäßigere Übergänge von Voll- auf Teillast bei der Dampferzeugung werden ermöglicht.

Wie werden denn die mechanischen Verluste im ESB abgebildet?

Besitzt somit das Ersatzschaltbild mit den hier getroffenen Vereinfachungen ausschließlich als ohmschen Bestandteil den Ankerwiderstand?

von Peter R. schrieb:

Dampfturbinen haben bei Teillastbetrieb eine andre Drehzahl für optimalen Wirkungsgrad als bei Volllast.

Da gibt es ja gleich zwei Energieumwandlungen hintereinander. Dampf, also Wärmeenergie in Mechanische Energie, die Drehbewegung und dann die Mechanische Energie mit einen Generator in elektrische Energie. Jede hat seinen eigenen Wirkungsgrad. Bei Dampf in Mechanische Energie, zum Beispiel bei Dampflokomotiven weniger als 10%, ob das nun bei Dampfturbinen viel besser ist weiß ich nicht, ich glaube nicht. Meinst du jetzt beides zusammen oder nur die Dampfturbiene oder nur den Generator?