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elektrotechnik_2:mehrphasensysteme [2021/06/22 01:45] tfischer |
elektrotechnik_2:mehrphasensysteme [2023/09/19 23:03] mexleadmin |
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- | ====== 5. Mehrphasensysteme ====== | + | ====== 5 Mehrphasensysteme ====== |
+ | ===== 5.0 Vorbetrachtung ===== | ||
Bisher wurde Wechselstrom, | Bisher wurde Wechselstrom, | ||
Diese Schaltungen lassen sich so verstehen, dass | Diese Schaltungen lassen sich so verstehen, dass | ||
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* der sinusförmige Wechselstrom durch einen angeschlossenen Verbraucher (oder eine komplexe Impedanz) | * der sinusförmige Wechselstrom durch einen angeschlossenen Verbraucher (oder eine komplexe Impedanz) | ||
gebildet werden. | gebildet werden. | ||
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- | Solche Einphasensysteme sind also Wechselstromsysteme, | ||
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{{drawio> | {{drawio> | ||
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+ | Dies soll hier kurz dargestellt werden. In <imgref BildNr01> | ||
+ | Für den Rotationswinkel $\alpha$ gilt: | ||
+ | \begin{align*} | ||
+ | \alpha(t)=\omega t + \alpha_0 \quad \text{mit} \quad \alpha_0=\alpha(t=0) \\ | ||
+ | \end{align*} | ||
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+ | Damit ergibt sich für die induzierte Spannung $u(t)$: | ||
+ | \begin{align*} | ||
+ | u(t) &= \frac{d\Psi}{dt} \\ | ||
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+ | \end{align*} | ||
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+ | Solche Einphasensysteme sind also Wechselstromsysteme, | ||
+ | An einer angeschlossenen Last wurde die Leistung betrachtet. Dabei wurde unterschieden zwischen: | ||
+ | * einer Wirkleistung: | ||
+ | * einer Blindleistung: | ||
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+ | Im Folgenden soll nun der Weg zu Mehrphasensystemen beschrieben werden. | ||
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+ | ===== 5.1 Fachbegriffe des Mehrphasensystems ===== | ||
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+ | ==== Allgemein ==== | ||
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+ | Es soll nun kurz auf verschiedene allgemeine Fachbegriffe im Mehrphasensystem eingegangen werden. | ||
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+ | - Ein **$m$-Phasensystem** beschreibt eine Schaltung in der $m$ sinusförmige Spannungen die Leistung transportieren. Die Spannungen werden hierbei durch $m$ gleichgestaltete Spulen generiert, welche durch einen Winkel von $\alpha = 2\pi/m$ zueinander versetzt angeordnet sind. \\ Beispiel: 3-phasige Systeme. | ||
+ | - Ein $m$-Phasensystem ist dann **symmetrisch**, | ||
+ | - Zunächst stellt jede Spule einen Strang dar, welcher 2 Potentiale bereitstellt. Der Begriff der Verkettung stellt nun folgenden Umstand dar: | ||
+ | - Wenn alle Stränge unabhängig mit einer Last verbunden sind, so nennt man das Phasensystem **nicht verkettet**. | ||
+ | - Wenn alle Stränge miteinander Verbunden sind, so so nennt man das Phasensystem **verkettet**. \\ <WRAP outdent> <WRAP outdent> | ||
+ | - Die Augenblicksleistung einer Phase ist zunächst zeitlich variabel. Verändert sich die Augenblicksleistung $p$ aber nicht mit der Zeit, so wird dieses System **balanciert** genannt. \\ Wird eine symmetrische Last verwendet, dann sind $m$-Phasensysteme mit $m\geq3$ balanciert. Balancierte Mehrphasensysteme besitzen den geringsten Leitungsaufwand \\ \\ Für $m\geq3$ ergibt sich für die Momentanspannung: | ||
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+ | Damit ergibt sich für das Drehstromnetz als Vorteile gegenüber einem Gleich- bzw. Wechselspannungssystem : | ||
+ | - Für die Generation können einfache Drehfeldmaschinen genutzt werden. | ||
+ | - Kann von einer symmetrischen Last ausgegangen werden, so ist der Energiefluss zeitlich konstant | ||
+ | - Für den Energietransport kann die Spannung hochtransformiert und damit der Wechselstrom, | ||
+ | - Auch an der Last können einfach Drehfeldmaschinen angeschlossen werden, welche die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. | ||
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+ | * Ist keine Last angeschlossen, | ||
+ | * Die Wicklungen werden $U$, $V$, $W$ genannt; die Wicklungsanschlüsse entsprechend: | ||
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