Fragen zur Synchronmaschine

[Christian (Gast)]

Hallo,
ich habe ein Wenig mit einer Synchronmaschine experimentiert und 
folgende
Verhaltensweisen nachweisen können.

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Motorbetrieb:
Zum Anlaufen lassen schalte ich in die Ankerwicklung einen Widerstand.
der Motor Läuft so als "Kurzschlussläufer".
cos(phi) ist induktiv (ist ja nicht verwunderlich)

Nun klemme ich den Widerstand heraus und lege an die Ankerwicklung eine 
Gleichspannung an.
Der Motor erreicht seine Synchrondrehzahl --> läuft als Synchronmotor
cos(phi) wird nun kapazitiv.

Die Frage ist nun warum ist das so. Wie kann ich mir das technisch 
erklären?

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Generatorbetrieb:
Ich Schalte den Generator in Stern und lasse durch die Ankerwicklung 
einen Gleichstrom Fließen.
Den Generator lasse ich mit Synchrondrehzahl laufen.
Der Strom durch die Wicklung wird nun so eingestellt das ich 230V zum 
Sternpunkt messe (bei rein Ohmscher Belastung).

Nun Schalte ich zum Ohmschen Verbraucher eine in Stern geschaltete 
Induktivität dazu.
cos(phi) wird induktiv --> ist klar
Die Spannung zum Sternpunkt sinkt ab. --> ist müsste den Strom durch die 
Ankerwicklung nach regeln um meine 230V wieder zu erreichen.

Jetzt ersetzte ich die in Stern geschaltete Induktivität durch eine in 
Stern geschaltete Kapazität.
cos(phi) wird kapazitiv --> ist klar
Nun Steigt aber meine Spannung an.

Warum? Wie ist das technisch zu erklären?
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Ich bedanke mich schon mal vorab und hoffe ihr könnt mir etwas Licht in 
das dunkle bringen.

[Purzel H. (hacky)]

Synchron heisst nicht phase null. Schau dir mal das Diagramm an. Eine 
wichtige Ziffer ist der Polradwinkel. Voreilend bedeutet 
generatorbetrieb, nacheilend bedeutet motorbetrieb.
Am Netz. Bei uebererregung ist die maschine kapazitiv, bei untererregung 
induktiv.

[ich (Gast)]

Stichwort: Zeigerdiagramm der Synchronmaschine

[Christian (Gast)]

leider habe ich Probleme die Zeigerbilder zu deuten...

Kann mir bitte einer helfen?

[Hauspapa (Gast)]

Es wurde schon kurz geschrieben, ich versuche trotzdem es nochmal:

Dann nimmst Du dir halt erstmal einfach das Ersatzschaltbild. Netz als 
Spannungsquelle, Induktivität für die Wicklungen und Spannungsquelle für 
die EMK.

Du hast also 2 Spannungsquellen mit Induktivität dazwischen.
Ausgangslage:
Beide Spannungsquellen sind nach Betrag und Phase gleich. Es fliesst 
kein Strom. Dies entspricht dem Leerlauf der Nennerregten Maschine.
Erhöhst Du jetzt die Amplitude der Netzspannung fliesst ein Strom. Durch 
die Phasendrehung an der Induktivität aber mit 90° Phasendrehung zu den 
Spannungen. Also nur Blindstrom. Verringterst Du die Netzspannung 
passiert dasselbe nur in die andere Richtung. Einmal Kapazitiv, einmal 
Induktiv.

Jetzt belastest Du die Maschine. Der Rotor bleibt hinter dem Magnetfeld 
zurück, die EMK auch (nennt sich Polradwinkel). Jetzt hast Du zwei 
Spannungsquellen mit gleicher Amplitude aber leicht unterschiedlicher 
Phasenlage. Diese Differenz treibt den Strom, der mit Induktivität und 
90° Phasendrehung nun in Phase mit der Netzspannung zu liegen kommt. 
Also Wirkleistung. Je nachdem ob Motor oder Generator ist der 
Polradwinkel positiv oder negativ. Und die Stromrichtung entsprechend.

So und jetzt mal ein Zeigerbild, mach ein Foto und lade es hoch.

schönen Abend
Hauspapa