Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dreieck- und Stern-Schaltung


von Maik (Gast)


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Hallo ,

ich habe einige Fragen zu Dreieck- und Stern-Schaltung.
Wenn man eine Maschine hat zum Beispiel.  Z.B. ein  Motor oder 
Durchlauferhitzer mit 15kW Leistung und  ein cosF=1 an 400V.
Wir haben eine Aufgabe bekommen. Ein in Dreieck geschalteter 
Durchlauferhitzer nimmt am 400V-Netz bei CosF=1 die Wirkleistung  15kV 
auf.

A)  Welcher Außenleiterstrom  fließt dabei?
B)  Wie groß ist der Widerstand eines Stranges?
C)  Welche Leistung nähme der Durchlauferhitzer auf, wenn die Stränge
    in Y geschaltet würden?

Die Lösung ist klar, aber  ich stehe jetzt bisschen auf dem Schlauch!!!

          a)  P=3*cosF*UStrang*IStrang => 15000/1200=12,5A = Istrang
              ILeiter=Wurzel(3)*IStrang = 21,65A
          b)  UStrang/IStrang =32Ohm
          c)  Z=Ud/Id => Id=Ud/Z = 7,1875A
              Und P= 3*Ud*cosF*Id  = > 230V*3*…. = 4959W

So das zu der Aufgabe.  Jetzt zu meiner Frage.  Muss der Widerstand 
immer gleich sein wenn der Verbraucher in Stern oder Dreieck 
angeschlossen wird?  Wenn ich zum Beispiel einen Motor mit den gleichen 
Werten betreibe.

Würde ich im Dreieckbetrieb den gleichen Widerstand  von 32Ohm und den 
Außenleiterstrom  IL=21,65A bekommen.

Betreibe ich den Motor in der  Stern-Schaltung komme ich auf
Us=U/Wurzel(3)=230V

      P=3*cosF*Us*Is =>  15kW=3*230*1*Is => Is=21,73 A
      Und ein  Widerstand von Z=230/21,73A=10,58Ohm

Also komme ich auf zwei Widerständ die unterschiedlich sind!

Frage 2: Die Motoren werden im Anlassbetrieb in  Stern-Dreieck-Schaltung 
betrieben um die Anlaufströme zu minimieren. Sternschaltung für den 
Anlass und der Betrieb erfolgt dann ich Dreieckschaltung.

Der Strom im Leitner L1 L2 L3:   Dreieck I=21,65A  Stern I =21,73A

Man sieht, dass der Strom im Sternbetrieb  höher ist, aber was verändert 
sich,  dass im Anlassmoment der Anlassstrom kleiner ist als im 
Anlassmoment eines im Dreieck betriebenen Motors.

Frage 3: ob meine Berechnung für den Motor so weit in Ordnung ist, denn 
wenn ich weiter mit den Werten rechne müsste dann der Zusammenhang 
SDreieck =3*SStern erfüllt werden und ich komme auf 15kVA=3*15kVA .
Deswegen glaube ich, dass der Z widerstand gleich sein muss von  einem 
Motor (o. Verbraucher) egal ob er in Dreieck oder Stern angeschlossen 
wird.
Hab das Gefühl ich vergleiche nicht ein und den selben Motor, einmal in 
Stern-und Dreieck-Schaltung, sondern zwei unterschiedliche  Motoren mit 
der gleichen Leistung P.

Gibt es eine Regelung wie die Kenndaten eines Motors angegeben werden. 
Wenn irgendwo steht Motor Nennleistung= 15kW cosF=1 und 400V-Netz. 
Bezieht sich das dann auf eine Stern oder Dreieckschaltung. Denn dann 
würde man die zweie Variante berechnen können?

schon mal Danke !!
Maik

von Axel D. (axel_jeromin) Benutzerseite


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Maik schrieb:
> Motor Nennleistung= 15kW

Diese Nennleistung kann der Motor bei Nennspannung abgeben.
z.B. 400V.

 Schaltet man diesen Motor im Stern, bekommt er nur 230V Strangspannung 
und er kann keine 15KW abgeben.

von Axel D. (axel_jeromin) Benutzerseite


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Maik schrieb:
> Muss der Widerstand
> immer gleich sein wenn der Verbraucher in Stern oder Dreieck
> angeschlossen wird?

Nein, bei der Dreieckschaltung ist es völlig egal, bei der 
Sternschaltung werden sich unterschiedliche Spannungen an den 
unterschiedlichen Widerständen einstellen. Dies kann zur Folge haben, 
das evtl ein Widerstand eine zu hohe Spannung bekommt und zerstört wird.

von Maik (Gast)


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Hallo ,

danke für die Antworten. Also habe ich zwei unterschiedliche Motoren mit 
gleicher Leistung verglichen!

 Also muss die Betrachtung eines Motors für die Beschaltung  in der 
Stern-  und Dreieckschaltung mit der anfangs Angabe einer 
Beschaltungsart anfangen  z.B. Dreieck wie in der Aufgabe oben mit dem 
Erhitzer. Und dann die weiteren Parameter  z.B. für  die Sternschaltung 
über den Widerstand errechnet werden.

Wenn irgendwo eine Nennleistung= 15kW cosF=1 und 400V-Netz für ein Motor 
angegeben wird ist automatisch die Dreieckbeschaltung gemeint.

von Axel D. (axel_jeromin) Benutzerseite


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Maik schrieb:
> Also habe ich zwei unterschiedliche Motoren mit
> gleicher Leistung verglichen!

Richtig, einer hatte 400V der andere 230V



>  Also muss die Betrachtung eines Motors für die Beschaltung  in der
> Stern-  und Dreieckschaltung mit der anfangs Angabe einer
> Beschaltungsart anfangen  z.B. Dreieck wie in der Aufgabe oben mit dem
> Erhitzer. Und dann die weiteren Parameter  z.B. für  die Sternschaltung
> über den Widerstand errechnet werden.

Du hast die Beschaltung und die Leistung, damit hast Du auch die 
Leistung jedes einzelnen der drei Widerstände und die Spannung die an 
diesen Widerständen anliegt. Damit geht es weiter.


> Wenn irgendwo eine Nennleistung= 15kW cosF=1 und 400V-Netz für ein Motor
> angegeben wird ist automatisch die Dreieckbeschaltung gemeint.

cosF=1 ist schon mal ein rein ohmscher Widerstand und kein Motor.
Motoren werden so angegeben:

230V/400V  oder  400/690V

wobei die erste Spannung für die Dreieckschaltung gilt

von Andi (Gast)


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Danke für die Antwort !
Sollte die kleinere Spannung nicht die Sternschaltung sein?
Habe eine Angabe von dem  Motor: Motorpolzahl 4, Spannungnenn  400V, 
Wicklung 400/600V,  cosF=87,  Pnenn=15kW.
 Dann ist die Dreieckspannung  400V und die  Sternspannung 230V.

von Malefiz (Gast)


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Bei Dreieckschaltung wird der Widerstand/Wicklung zwischen 2 
Aussenleitern an die Strangspannung gelegt. Bei Sternschaltung wird der 
Widerstand/Wicklung in "Reihe" (ich schreib mal Reihe aber den geneigten 
leser wird wissen was ich meine)zu den Anderen beiden gelegt und somit 
muss die Spannung in Stern höher sein das an der Wicklung die 
Aussenleitersannung anliegt.

von Maik (Gast)


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Irgendwo hakt es bei mir !
Also in einem 400V-Netz liegt im Dreieck die Außenleiterspannung an den 
Widerstand der Wicklung. Deswegen Dreieck:  UA=UStrang  und der 
Wiederstand Z= UStrang/IStrang    400V/IStrang
Im Stern liegt die Strangspannung =Außenleiterspannung/Wurzel(3) 
400V/1,72… =230V
Der Widerstand ist gleich. Mit der Formel  Z=Ustrang/Istrang   ergebt 
sich doch Istragn=230V/Z . Deswegen ist der Strom doch kleiner  und die 
Sternschaltung hat auch weniger PLeistung.  Das ist doch der Grund wieso 
die Sternschaltung für das Anlassen von Motoren verwendet wird. 
(Natürlich verändert sich auch das Drehmoment) Der Anfahrstrom ist 
geringer. Oder sehe ich das jetzt komplett falsch?

gruß

von Ben _. (burning_silicon)


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> Wirkleistung  15kV
Au ja, das wird verdammt heiß mit einem 400V Gerät! ;)

von Paul Baumann (Gast)


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Maik schrob:
>Deswegen ist der Strom doch kleiner  und die
>Sternschaltung hat auch weniger PLeistung.  Das ist doch der Grund wieso
>die Sternschaltung für das Anlassen von Motoren verwendet wird.
>(Natürlich verändert sich auch das Drehmoment) Der Anfahrstrom ist
>geringer. Oder sehe ich das jetzt komplett falsch?


Nein, das ist schon richtig.

Es flössen viel zuviel Ampere,
wenn der gute Stern nicht wäre!

Und wenn ich langsam Drehzahl seh'
dann schaltet um das Zeitrelais.

Im Dreieck legt mein Schütz die Spulen,
das lernte ich schon in der Schulen...

MfG Paul

von Malefiz (Gast)


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Das siehst du richtig der Anlaufstrom ist geringer weil die Spannung 
über der Spule kleiner ist als später im Dreieck. Der Motor läuft beim 
Start mit zu niedriger Spannugn die Leistung und das Moment sinken auf 
ein Drittel. Würdest du den Motor in Stern an der korrekten Spannung 
(690V) anschöliessen würde der Selbe Strom wie im Dreieck fließen.

von Linus B. (Gast)


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sa mal... wat is denn los bei euch is doch kla..400 volt an den Leitern 
. is doch logisch mensch

von Hr. Beier (Gast)


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Sehr geehrter Herr Linus B.,
in meinem fachkundigen Unterricht der BBS NRUE haben wir laut meiner 
Ansicht hinlänglich belegt das die von Ihnen aufgestellte These nicht 
auf waren Begebenheiten beruht. Laut DIN 23468 der TAB (Erscheinungsjahr 
2003)wird  bestätigt, dass die Spannung zwischen den zwei Außenleitern 
bei einer Stern/Dreieckschaltung in der Tat 400 Volt beträgt. Jedoch nur 
in der ersten Startphase wenn sich der Motor noch im Anlauf und somit 
unter einer maximal Drehzahl von 1000 U/min. befindet.
Ich bitte sie ganz herzlich die von Ihnen aufgestellte These nochmal zu 
überdenken und bei einer korrekten Einsicht diese nochmal zu 
korrigieren.

Mit freundlichen Grüßen
F.Beier
BBS-NRUE

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