Asynchronmaschine (Einphasenbetrieb, Wirkungsgrad)

Drehstrommaschine am Einphasennetz

Wir untersuchen den Zusammenhang zwischen Drehmoment und aufgenommener Wirkleistung sowie der Drehzahl der Drehstrommaschine im einphasigen Betrieb. Für die Messung verwenden wir wieder die Prüfeinrichtung der vorigen Übung.

Messchaltung

Für Stern- und Dreieckschaltung wird zusätzlich ein Stern-Dreieck-Umschalter eingebaut.

Welche Schaltung sinnvol ist, hängt von der UN = 400V → Δ-Schaltung mit 690V
UN = 230V → Δ-Schaltung
UN = 127V → Y-Schaltung
Nennspannung
der Drehstromwicklung ab.

Messwerte für die Dreieckschaltung

Betriebskennlinien

Vergleich der Wirkungsgradkennlinien

Für den Wirkungsgrad gilt allgemein:

Für die abgebene Leistung Pab (Wellenleistung) gilt bei allen rotierenden Maschinen:

Für die zugeführte Leistung Pzu (Drehstromleistung) gilt bei der Asynchronmaschine:

Aus unserer Messung aber nehmen wir den angezeigten Werte des Wattmeters als gemessene Pzu.

Überlegungen zu vorangegangenen Messungen

  1. Deute die Kennlinie einer Asynchronmaschine in Steinmetzschaltung im Vergleich zum Drehstrombetrieb.
  2. Wie unterscheiden sich die Maschinenschaltungen hinsichtlich des Drehmoment- oder Lastverhaltens im Vergleich?
  3. Wie unterscheiden sich die Maschinenschaltungen hinsichtlich des Wirkungsgrades im Vergleich?

Einphasenasynchronmaschine oder Kondensatormotor

Die Messung erfolgt wie bei der Steinmetzschaltung, um einen dirketen Vergleich herstellen zu können..

Messchaltung

Messwerte für die Dreieckschaltung

Betriebskennlinien

Vergleich der Wirkungsgradkennlinien

Für den Wirkungsgrad gilt allgemein:

Für die abgebene Leistung Pab (Wellenleistung) gilt bei allen rotierenden Maschinen:

Für die zugeführte Leistung Pzu (Drehstromleistung) gilt bei der Asynchronmaschine:

Aus unserer Messung aber nehmen wir den angezeigten Werte des Wattmeters als gemessene Pzu.

Da die Kennlinie sehr spitz zuläuft, wäre es wichtig im Bereich der Nenndrehzahl zu messen, da der Wirkungsgrad dort sicher höher ist als hier grafisch dargestellt.

Überlegungen zu vorangegangenen Messungen

  1. Deute die Kennlinie einer Asynchronmaschine in Steinmetzschaltung im Vergleich zum Drehstrombetrieb.
  2. Wie unterscheiden sich die Maschinenschaltungen hinsichtlich des Drehmoment- oder Lastverhaltens im Vergleich?
  3. Wie unterscheiden sich die Maschinenschaltungen hinsichtlich des Wirkungsgrades im Vergleich?