Elektrische Maschinen Teil: 1 u. 2

Prof. Dr.-Ing. E. Nolle 2-14
Elektrische Maschinen
2.5 Bestimmung der Ersatzschaltung
Festlegungen:
- In der Vorlesung werden Ersatzschaltungen stets für den realen Strang entwickelt.
Bei Drehstromanwendungen werden zudem symmetrische Verhältnisse vorausgesetzt.
U, I, R, X, Z sind somit Strangwerte, P, Q, S, gelten für den Transformator bzw. die Maschine
insgesamt.
- Zu beachten ist aber, dass aus Sicht des Netzes für Spannungen und Ströme laut Norm i. d.
R. Außenleiterwerte angegeben werden. Diese müssen dann entsprechend der tatsächlichen
Verschaltung auf die jeweiligen Strangwerte und umgekehrt umgerechnet werden.
- m1 kennzeichnet die Strangzahl. Dabei gilt:
m1 = 1 bei Einphasen- bzw. m1 = 3 bei Drehstromausführungen.
Soll für einen gegebenen, nicht zu kleinen Transformator das Ersatzschaltbild durch Messungen
besimmt werden, so empfiehlt sich folgende Vorgehensweise:
- Bestimmung der Wicklungswiderstände und -temperatur des kalten Transformators
(üblich bei Raumtemperatur, nach Lagerung des Gerätes im temperierten Prüffeld)
und ggf. Umrechnung auf die gewünschte Betriebs- bzw. die gültige Bezugstemperatur.
Messwerte: R1Cu, R2Cu, (i. d. R. als DC-Werte)
- Leerlaufversuch im Prüffeld bei U1 ≈ U1N
Messwerte: U1, I10, P10, U20
Rechenwerte:
N1
U
ü = ≈
N U
P
I
I
vFe
Fe
μ
2
= P
PvFe
=
m U
=
I
10
1
2
10
− m R
1
1
20
− I
2
Fe
I
1 1Cu
2
10
- Kurzschlussversuch bei I1k ≈ I1N
Messwerte: U1k, I1k, P1k
Rechenwerte:
' 2
R = ü R
R
Z
2Cu
1k
1k
P
=
m
U
=
I
1k
2
1I1k
1k
1k
2Cu
≥ R
1Cu
+ R
'
2Cu
⇒ R
⇒ X
Fe
h
U
=
I
U
=
I
Fe
1
μ
1
zur Kontrolle, in Ersatzschaltung
aber
R
1k
verwenden
X 1k
=
2
Z1k
2
− R1k
' X 1k
X 1σ
≈ X 2σ
≈
2
als übliche Festlegung,
sofern benötigt
Damit sind alle Größen des Ersatzschaltbildes bekannt, so dass z. B. die Betriebsverhältnisse für eine
beliebig vorgegebene Last berechnet und angegeben werden können.