Sternschaltung ohne N-Leiter
Tach zusammen,
eins vorweg, ich weiß, dass das hier nicht hingehört aber hier scheint es mir, dass die Kompetentesten Leute für das Thema hier sind.
Es geht darum beim Drehstrom um eine Sternschaultung mit unterschiedlichen Widerständen und auch Induktivitäten und Kapazitäten bei unterbrochenen N-Leiter und wie sich dies auf die Phasenverschiebungswinkel auswirkt.
Ein Beispiel:
Phase 1: Widerstand mit Kondensator
Phase 2: Widerstand mit Spulle
Phase 3: nur Widerstand
N-Leiter: unterbrochen
Auch wenn jetzt in der Phase 3 nur ein Widerstand befindet kann dort trotzdem eine Phasenverschiebung stattfinden?
mfg Micha
15 Antworten
Theoretisch nein. Da die Leitung von der Quelle zur Last jedoch auch eine Rolle spielt und auch die Quelle niemals ideal ist wird sich die Phase bezogen auf den Leerlauf sicherlich verändern.
Wenn aber eine ideale Quelle angnommen wird, ändert sich nichts.
Hoffe ich habe deine Frage richtig verstanden.
Grüessli Oli
Die Quelle ist ja in diesem Fall die "rote" Steckdose mit konstanten 400V und 120° Phasenverschiebung.
Das sich die Phasen verändern werden ist durch den Kondensatr und der Spulle klar. Nun wollte ich wissen ob sich dies in der Phase 3 (ohne Kondensator und Spulle), der Phasenverschiebungswinkel durch die Phasen 1 und 2 verändert (weil kein N-Leiter angeschlossen ist).
Du fragst also, ob die einzelnen Phasen immernoch 120° zueinander haben, wenn du eine solche Last ohne N-Leiter anschliesst?
Ich müsste jetzt rechnen, aber aus dem Bauch heraus wird sich die Phase minimal ändern. Da das Netz aus der "roten" Steckdose ziemlich stabil ist, wird die Verschiebung derart klein sein, dass es kaum Messbar ist.
Ist natürlich auch abhängig, wie klein diese Lasten sind. Je grösser die Ströme in den einzelnen Pfaden (besonders durch die reaktiven Bauteile), desto grösser die Veränderung.
Aber warum interessiert das überhaupt?
Grüessli Oli
PS, wenn eine Berechnung erwünscht ist, musst du bis morgen warten 😉
Zitat:
Original geschrieben von Oler
Aber warum interessiert das überhaupt?
Meine blöden Lehrer, die meinen nach den Ferien Zwischenprüfungen zu schreiben. *arg*
Bis morgen kann ich auch noch warten, dann liefer ich die Werte gleich mit und noch die Rechnungen (so wie ich das denke).
HI!
Die Phasenverschiebung ist auf jedenfall relevant!
das Netz aus der "roten" Steckdose ist NIE Stabil.
Es Handelt sich hierbei um ein Asymetrissch belastet netz ohne Ausgleichsleitung.
In der Phase mit der Spule verspätet sich der Strom, Denn bei Induktivitäten tun sich die Ströme verspäten! *g*
In der mit dem Kondensator die Spannung. Der spruch fällt mit gerade nicht ein.
Der Sternpunkt wird also Sehr wohl verschoben, und das auch noch stark schwankend! Nicht gerade gut für Empfindliche verbraucher...
Gruß Mink (angehender EfA)
PS: Kannst ja mal die Aufgabe ganz reinstellen. Dann guck ich mal was ich da rausbekomme.
Der Spruch lautet:
Beim KondensatOR gehr der Strom vOR. 😉
Und ich habe nie behauptet, dass sich der Sternpunkt nicht verschibt! Ich sagte lediglich, dass sich die Pasenwinkel von 120° von Phase zu Phase nur minimal ändern. Dass über den verschiedenen Lasten keine 230V liegen, ist klar.
Grüessli Oli
Naja, die Phase des Stroms wird sich denke ich schon ändern... also wenn man vergleicht "mit N Leiter" und "ohne". Die Phase der Spannung sollte gleich bleiben.
BÄR
hi
Zitat:
Original geschrieben von ICH RASE NICHT
Der spruch fällt mit gerade nicht ein.
Zitat:
Original geschrieben von Oler
Beim KondensatOR gehr der Strom vOR.
ich kenn nur KO-STRO-VO.
Beim KOndensator eilt der STROm VOr.
mfg
So in der Aufgabe geht es darum alle unbekannten zu finden.
Die Schaltung (siehe Bild) ist so aufgebaut.
Die Werte:
R1 = 10ohm
R2 = 20ohm
R3 = 30ohm
XC = 20ohm
XL = 10ohm
U-Leiter = 400V / 50Hz
Definition:
Istr1 = I1
Istr2 = I2
Istr3 = I3
U12 = 400V 0°
U23 = 400V -120°
U31 = 400V -240°
Ich habe dann das Kirchhoffgesetz angewand (Alle Spg in einer Masche sind gleich Null) und bei den Strömen auch.
-UXC -UR1 -U31 +UR3 = 0
-UXL -UR2 +U23 +UR3 = 0
I1 + I2 + I3 = 0
Da leider keine anderen Spg vorhanden sind wird die Formel mit dem Ohmschen Gesetz ungeformt und umgestellt.
-(-jXC * I1) - (R1 * I1) + (R3 * I3) = U31
-(jXL * I2) - (R2 * I2) + (R3 * I3) = -U23
I1 + I2 + I3 = 0
Jetzt werden die Werte eingetragen.
- (-20ohm * I1) - (10ohm * I1) + (30ohm * I3) = 400V -240°
- (10ohm * I2) - (20ohm * I2) + (30ohm * I3) = 400V -120°
I1 + I2 + I3 = 0
Nun wird das Determinantensystem angewand um weiterzurechnen.
I1.......|.I2........|.I3.|
10-j20.|.0.........|.30.|.400V -240°
0........|.20+j10.|.30.|.400V -120°
1........|.1.........|.1...|.0
= 0-j500 + 0 + 0 - (600+j300 + 0 + 300-j600)
= 0-j500 - (900-j300)
= 0-j500 + -900+j300
= -900-j200
=> 922 * e -j167,471 = D
Das gleiche nochma umgestellt für Phase 3.
I1.......|.I2........|.I3.............|
10-j20.|.0.........|.400V -240°.|.30
0........|.20+j10.|.400V -120°.|.30
1........|.1.........|.0...............|.1
= 0 +0 +0 -(-7464+j4927 +0 -8928+j535)
= -(-16392+j5462)
= 16392-j5462
=>17278 * e -j18,429 = DI3
= DI3 / D
= 17278 * e -j18,429 / 922 * e -j167,471
= 18,74 * e j0
=> 18,74A und ein Verschiebungswinkel von 149° in Phase 3!
So weit alles richtig?
mfg Micha
Hmmm, hab jetzt nur nen schnelle Blick drüber geworfen, aber der Weg sieht soweit gut aus, richtig gerechnet gehe ich jetzt mal davon aus, hab jetzt keine Lust mehr zum Nachrechen, hab ja noch bis Montag vorlesungsfrei - 1. Semester E-Technik...
Ich glaub ich hab mich doch etwas verrechnet und fange nochma bei den Determinanten an.
Nun wird das Determinantensystem angewand um weiterzurechnen.
I1.......|.I2........|.I3.|
10-j20.|.0.........|.30.|.400V -240°
0........|.20+j10.|.30.|.400V -120°
1........|.1.........|.1...|.0
= 499,97*e -j40,86 + 0 + 0 - (670,8*e -j153,43 + 0 + 670,8*e j116,57)
= 378,13-j327,09 - (-600-j300 + (-300+j600))
= 378,13-j327,09 + 600+j300 - (-300+j600)
= 378,13-j327,09 + 600+j300 + 300-j600
= 378,13-j327,09 + 900-j300
= 1278,13-j627,09 => 1423,68*e -j26,13 = D
Das gleiche nochma umgestellt für Phase 3.
I1.......|.I2........|.I3.............|
10-j20.|.0.........|.400V -240°.|.30
0........|.20+j10.|.400V -120°.|.30
1........|.1.........|.0...............|.1
= 0 +0 +0 -(-8944*e -j393,43 + 0 + 8944*e -j3,43)
= 0 +0 +0 -(7464,30-j4927,41 + 0 + 8927,98-j535,11)
= 0 +0 +0 -7464,30+j4927,41 - 8927,98+j535,11
= -16392,28+j5462,52 => 17278*e j161,57 = DI3
= DI3 / D
= 17278 * e j161,57 / 1423,68*e -j26,13
= 13,52*e j187,7
=> 13,52A und ein Verschiebungswinkel von 187,7° in Phase 3!
Das gleiche nochma umgestellt für Phase 2.
I1.......|.I2..............|.I3........|
10-j20.|.400V -240°.|.0.........|
0........|.400V -120°.|.20+j10.|
1........|.0...............|.1.........|
= 8944*e -j3,43 + 12000*e -j240 + 0 -(12000*e -j120 + 0 + 0)
=8927,98-j535,11 -6000+j10392,31 -(-6000-j10392)
=2927,98+j9857,20 + 6000+j10392
=8927,98+20249,20 => 22130,05*e j66,21 = DI2
= DI2 / D
= 22130,05*e j66,21 / 1423,68*e -j26,13
= 15,54*e j92,34
=> 15,54A und ein Verschiebungswinkel von 92,34° in Phase 2!
Nach dem 2 von 3 Strömen bekannt sind wird nun der 3. mit Kirchhoff ausgerechnet.
- I1 - I2 - I3 = 0
= - I2 - I3 = I1
= - (15,54*e j92,34) - (13,52*e j187,7)
= - (8927,98+j20249) - (-16392,28+j5462,52)
= -8927,98-j20249 + 16392-j5462,52
= 7464,02-j25711,52 => 26773,01*e -j73,81° = DI1
= DI1 / D
= 26773,01*e -j73,81 / 1423,68*e -j26,13
= 18,06*e -j47,68
=> 18,06A und ein Verschiebungswinkel von -47,68° in Phase 1!
Müsste nicht min. ein Strangstrom negativ sein?
Den Weg hab ich halb vor mir liegen allerdings nur mit Widerständen ohne Verschiebungswinkel. Mir ist gerade besonders wichtig ob ich richtig gerechnet habe.
(Musterlösungen in so "einfachen" Aufstellungen nehm ich auch gerne an wenn der Rechenweg nachvollziehbar ist.)
mfg Micha
ist die Aufgabe zu schwierig?
Ganz ehrlich? Ich bin schlicht und ergreifend zu faul das nach zu rechnen. Wie gesagt, der Weg scheint mir ok, das Ergebnis ist eh nur so 5-10% der Punkte die man bekommt... Vl nehm ich die Aufgabe morgen mal mit in die FH...
EDIT: So, Sachen sind gedruckt, ich hoffe ich vergess es nicht ;-)
Also ich habe nicht nachgerechnet, aber da ist ein Grundsätzliches Problem drinn. Denn wenn man I1 + I2 + I3 zusammenrechnet, ergibt es nicht 0! sondern 1.907A mit 169.06°.
Ich habe das Schema mal kurz aufgezeichnet und simuliert. Das Ergebnis ist im Anhang zu sehen.
Ich werde morgen (eigentlich meine ich heute 😉) nochmals dahinter gehen, um den Fehler zu finden.
Grüessli Oli