Theoretische Frage zu Drehstrommotoren

    Hallo Leude,
    ich hänge gerade an einer total bescheuerten Fragestellung im Zuge einer Prüfungsvorbereitung.
    "Sie haben zwei Drehstrommotoren in Sternschaltung. Einer mit, einer ohne Neutralleiter.
    Durch eine Störung fehlt bei beiden je ein Strang oder ein Aussenleiter. Wie weit verringert sich die Motorleistung?"
    Ehm, tja, da kann ich mich nur für eine Rolle bei den drei Fragezeichen bewerben...


    Jemand ne Idee?

    Meine Lösung wäre:


    Mit Neutralleiter und ohne Neutralleiter, bei symmetrischer Belastung der 3 Phasen:
    P= (3*U*I*cos(phi))/Wurzel(3) mit U = Spannung im Aussenleiter (400V)


    Mit Neutralleiter, bei Wegfall eines Aussenleiters:
    P= (2*U*I*cos(phi))/Wurzel(3) mit U = Spannung im Aussenleiter (400V)


    Ohne Neutralleiter, bei Wegfall eines Aussenleiters:


    P=U*I*cos(phi) mit U = Spannung im Aussenleiter (400V)

    timotimo: Erstmal danke für die schnelle Antwort!
    ok, das mit 3/wurzel(3) ist clever !
    ABER, ich les die Frage so das bei der Variante mit N ein Strang fehlen soll (Strangspannung ja 230V). Es muss ja um einen 230V Drehstrommotor gehen!? Oder wie?
    Das ist ja ein komplettes Sumpfgebiet für mich...Hilfe!


    Und wieso im Fall "ohne Neutralleiter bei Wegfall eines Neutralleiters" jetzt ganz ohne wurzel(3)? Weil der Verkettungsfaktor wegfällt?


    Btw glaube ich das die was hören wollten a la 1/3 Motorleistung o.ä.

    Hallo,


    Das war die Kurzform, als Lösungshinweis, ich mach es nochmal ausführlicher. Mal es Dir mal auf, die Strangspannung ist die Spannung zwischen Aussenleitern durch Wurzel(3):


    Mit Neutralleiter, bei Wegfall eines Aussenleiters liegen 2 Widerstände zwischen den Aussenleitern, dazwischen ist der Neutralleiter angeschlossen. Die Leistung in einem Strang ist:
    P=Ustr*Istr*cos(phi)


    wobei Ustr=U/Wurzel(3) ist, mit U = Spannung zwischen den Aussenleitern (400V)


    daraus ergibt sich für einen Strang:


    P=(U*Istr*cos(phi))/Wurzel(3) mit U = Spannung zwischen den Aussenleitern (400V)


    und bei 2 Strängen:
    P= (2*U*Istr*cos(phi))/Wurzel(3) mit U = Spannung zwischen den Aussenleitern (400V)


    Die Leistung verringert sich also bei Wegfall einer Phase auf 2/3, also ca. 66,6 %. Vorher war es (3/Wurzel(3))*U*I*cos(phi), jetzt ist es noch (2/Wurzel(3))*U*I*cos(phi). Also vorher der Faktor 1,73, jetzt der Faktor 1,15.



    Ohne Neutralleiter, bei Wegfall eines Aussenleiters, liegen 2 Widerstände in Reihe zwischen 2 Aussenleitern, also 400 Volt.


    P=U*I*cos(phi) mit U = Spannung zwischen den Aussenleitern (400V)


    Der fliessende Strom I ist jetzt nur noch halb so gross, da der Widerstand ja doppelt so gross ist, mit I=Istr/2 ergibt sich


    P=(U*Istr*cos(phi))/2


    Die Leistung verringert sich also bei Wegfall einer Phase auf ca. 29 %. Vorher war es (3/Wurzel(3))*U*I*cos(phi), jetzt ist es noch (1/2)*U*I*cos(phi). Also vorher der Faktor 1,73, jetzt der Faktor 0,5.


    Hat jemand andere Lösungen? Immer her damit.... :)

    Wenn man die einzelnen Motoren betrachtet ist die Rechnungen korrekt, werden diese allerdings parallel betrieben ist das Widerstandsnetzwerk etwas komplizierter.

    Sonnige Grüße aus Frankfurt

    timotimo: Ah jetzt ja! Vielen Dank für die ausführliche Antwort.
    Das sieht sehr gut aus! Zur Belohnung für die Mühe gibt es (vom gleichen Dozenten) meine aktuelle Lieblingsfrage als Bonus:
    "Nennen sie 4 der 7 Kardinalsfehler, die einem bei der Planung eines Projekts unterlaufen können."
    Da möchte man doch am liebsten sofort selbst Dozent werden nur damit solche Fragen von der Bildfläche verschwinden...


    Edith: Demtröder: Ich denke die Motoren sollten einzeln betrachtet werden, bzw. zwei unterschiedliche Fälle.

    Ohne jetzt zu wissen, was er meint:


    falsche Zeit-, Personal-, Materialeinschätzung/-planung
    fehlerhafte Kommunikation
    fehlendes Controlling (offener Regelkreis)
    fehlende Strukturen (Organigramm)
    usw....

    Zitat von "timotimo"

    Ohne jetzt zu wissen, was er meint:


    Ja genau!!!
    Viel zu allgemein so ne Frage. Ich sach mal, ein Kardinalsfehler bei der Planung könnte auch sein:
    -keine oder falsche Lastannahme
    -falscher Maßstab im Plan
    -Stromanforderung vergessen
    -Tape und Verbrauchsmat vergessen
    -Bolzen/Pin´s vergessen
    usw usw usw.


    Haben in einem Buch über Projektleitung in Google folgende Punkte entdeckt:


    Das sind ja nun zufällig 7 Punkte, vielleicht ist das gemeint...


    Und gerade haben wir Post bekommen von einem geschätzten Kollegen und Dozenten dem wir die Frage bezüglich der Motoren auch geschickt hatten, hier seine Antwort:
    [...]
    hab jetzt grad nix zur hand, bin im Urlaub ... aber mal soviel:

    Fällt bei einem Sternmotor mit Neutralleiter ein Außenleiter bzw ein Strang aus, so ändert das an den anderen beiden Strängen nix (230 V liegen weiterhin an) ... also sinkt die Leistung um ein Drittel, weil ein Strang fehlt.

    Passiert das bei einem Motor ohne Neutralleiter, so fällt natürlich wieder ein Strang komplett aus (siehe oben), zusätzlich verringert sich in den anderen beiden Strängen die Leistung, weil nun beide Stränge quasi in Reihe an 400 Volt liegen.also an jedem Strang statt 230V jetzt 200V (das müsste der Faktor "ein halb wurzel 3" sein so etwa 0,865 ???)
    der Strom sinkt um den gleichen Faktor, also sinkt in den beiden übrigen Srängen die Leistung
    um "ein halb wurzel 3" mal "ein halb wurzel 3" das sind dann 3/4.. Alles Klar???
    Alle Angaben ohne Gewähr! [...]

    Ganz doofe Frage: Läuft ein Drehstrommotor mit nur zwei Phasen überhaupt noch sinnvoll? Zerlegt er sich nicht bald mechanisch? Ich hab mal gelernt, dass man einen Drehstrommotor immer allphasig abschalten sollte, um solche Betriebszustände zu vermeiden (Phasenwächter etc.).


    Tomy

    SIM II Operator and Dante Level I-II-III (alles sogar zweimal :)
    Jugendschwimmabzeichen, Rettungsschwimmabzeichen in Bronze
    Meine kommerziellen Softwareprodukte SATlive und LevelCheck

    Zitat von "TomyN"

    Ganz doofe Frage: Läuft ein Drehstrommotor mit nur zwei Phasen überhaupt noch sinnvoll? Zerlegt er sich nicht bald mechanisch? Ich hab mal gelernt, dass man einen Drehstrommotor immer allphasig abschalten sollte, um solche Betriebszustände zu vermeiden (Phasenwächter etc.).


    Tomy


    Wenn er dabei belastet wird, zerlegt er sich recht bald *thermisch*. Es sinkt nämlich nicht nur die Leistung, sondern auch der Wirkungsgrad. Unterhalb eines gewissen Drehzahlniveaus reicht dann die Zwangskühlung nicht mehr aus...

    Economics in eight words: "There ain't no such thing as free lunch."

    Man könnte an dieser Stelle noch den Sonderfall eines IT-Netzes mit einpoligem Erdschluss anführen, in diesem läuft der Motor an zwei Phasen fröhlich weiter.

    Sonnige Grüße aus Frankfurt