fremderregter Gleichstromgenerator (Bestimmung von Messgrößen)

Dieses Thema im Forum "Elektrotechnik" wurde erstellt von DerStudent1001, 13 Sep. 2018.

  1. Hallo Zusammen,

    Ich bin Student an einer Hochschule und muss für eine Prüfung unter anderem Gleichstrommotoren verstehen. Nun bin ich über folgende Aufgabestellung gestolpert:

    In einem Labor befindet sich ein fremderregter Gleichstromgenerator. Der Generator wird von einer Synchronmaschine mit n=1500 min-1 angetrieben. Durch die Erregerwicklung fließt der Nenn-Erregerstrom. An den Ankerklemmen ist ein Lastwiderstand angeschlossen. Was muß man am Aufbau tun, um folgende Parameter zu messen?
    a) Beschreiben Sie kurz, in 3- 4 Sätzen, wie man die Remanenzspannung messen kann.
    b) Beschreiben Sie kurz, in 3-4 Sätzen, wie man die elektrische Leistung des Generators messen kann
    c) Beschreiben Sie kurz, in 5-6 Sätzen, wie man das anliegende Drehmoment bestimmen kann.

    Meine bisherigen Überlegungen:
    a) Die Remanenzspannung lässt sich an den Ankerklemmen bestimmen, wenn der Generator im Leerlauf ist ( also Ankerstrom I=0) und der Erregerstrom IE=0 ist.

    b) Mit der Formel P=U*I mit U= KLemmenspannung und I= Ankerstrom?? Falls ja, wie bestimme ich diesen.

    und bei c) bin ich leider komplett Ratlos, da die Leistung zur Berechnung des Moments ja die mech. Leistung sein muss, wenn ich es richtig verstehe.

    Ich hoffe mir kann jemand weiterhelfen, da leider hierzu nicht viel im Internet zu finden ist, da diese Fragen vermutlich eher trivial sind

    Mit freundlichen Grüßen
    Daniel
     
  2. Die mechanische Leistung kann man mit P = M * n berechnen.
    M = r * G bestimmt man z.B. mit einer wassergefüllten Bremstrommel (Radius r), über die ein Bremsriemen gelegt ist, der mit Gewichten(G) belastet wird.
     
  3. Das bedeutet, ich kann das anliegende Moment nicht über messbare Größen ermitteln, sondern muss dieses direkt Messen?
     
  4. Momente kann man kaum direkt messen,
    aber ich denke, du meinst, ob man das aus den elektrischen Messwerten errechnen kann, nicht?
    Das ist möglich, aber nicht ganz simpel:
    Zunächst mal läuft alles auf Isis Formel M = P / (2 * pi * n) raus,
    aber für P einfach die vom Generator ABGEGEBENE Leistung einzusetzen,
    vernachlässigt sträflich die Verluste des Generators.
    Da muss man zumindest die ohmschen Verluste am Anker Ia * Ra dazurechnen,
    d.h. man kann auch einfach statt Uk die Generator-Leerlaufspannung einsetzen.
    Schwieriger wird´s mit den Reibungsverlusten;
    die könnte man über den Leerlaufstrom (NUR!) des Generators
    oder über die durch das Dranhängen des Generators gestiegene Antriebsleistung.
    In der frommen Hoffnung, dass die nicht sooo groß sein werden, kann man´s auch vernachlässigen
    oder je nach Maschinengröße mit 1...10% der Nennleistung schätzen.
    Besser als gar nichts.
     
  5. Ja genau das war das Problem, an dem ich überfragt war, da das Moment eines Generators mit der mechanischen Leistung und nicht der elektrischen Leistung zusammenhängt.
    Nun habe ich eine Formel gefunden, die wie folgt Lautet: Ra= (Pmech-Pel)/(I^2)lautet. Wenn ich diese so umstelle, dass Ich Pmech ausrechne, wäre dies verwendbar, da hier ja Verluste berücksichtigt würden? Aber hier wäre dann mein Problem, dass ich Ra nicht kenne, sondern lediglich meinen Vorwiderstand am Anker.
     
  6. Dass P = I² * R steht ja wohl außer Frage.
    Deiner Formel liegt zugrunde, dass der Generator NUR den Anker-Verlust hat und keine Reibung.
    Dann passt aber meine Formel für die GESAMTE Antriebsleistung genauso: P = Uo * Ia
    Zeichne dir doch einfach mal ein Ersatzschaltbild auf!

    Warum hat dein Anker einen "Vorwiderstand"?
    Das macht man höchstens zum Anlassen!
     
  7. Also, wenn ich es richtig verstanden habe, ist P=Uo*Ia meine mechanische Leistung mit Berücksichtigung der Ohmschen Verluste, aber mit Vernachlässigung der Reibungsverluste?

    Wenn ich mir nun das Ersatzschaltbild angucke, komme ich auch auf diesen Schluss:

    Nun ergibt sich die Formel U= Ui - I*Ra , also sind doch hier bereits meine Ohmschen Verluste vorhanden oder bringe ich da etwas durcheinander?
    Sind im Leerlauf meine Ohmschen Verluste nicht =0 , da Uo=Ui ?

    Entschuldigung mit Vorwiderstand meinte ich den in der Aufgabe erwähnten Lastwiderstand, welcher an die Ankerklemmen angeschlossen ist
     
  8. Messerscharf geschlossen!
    Nachdem aber JEDER Motor auch im Leerlauf Strom aufnimmt (den Leelaufstrom Io),
    kannst du über diesen auf die Reibungsverluste schließen.
     
  9. Okay danke für die Hilfe!

    Nun wäre noch meine Frage, ob ich zu Teil a) und b) soweit alles richtig habe oder etwas falsch kombiniere?
     
  10. Ja, passt.
     

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