Fysik

Tre-Faset Usymmetrisk

24. september 2013 af Lone110 (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej SP har den her opgave, som jeg gerne vil/beder om i kan kigge på og se om der er fejl

http://postimg.org/image/yy4vcg3mp/

Info: 3X230/400 Volt, f=50Hz

Opgave:

1) En tre-Faset asynkronmotor der trækker en ferskvandspumpe, P2=1KW, virkningsgraden: 0,8, effektfaktor: 0,7

2) En 1 faset motor der trækker en pumpe, P2=1,1KW, virkningsgad: 0,7, effektfaktor: 0,9 kapacativ. tilsluttes L1 og Nul.

3) Et varmelegeme tilsluttes en fase og nul, med ydelsen 1KW tilsluttes L2 og Nul.

først vil jeg beregne følgende: Ptilført til moterer:

__________________________________________________

beregning for 3 faset asynkronmotor:

Ptilført1:P2/virkningsgaden ⇒ 1000W/0,8

Ptilført1=1250W

___________________________________________________

beregning for en 1 faset motor:

Ptilført2:P2/virkningsgaden ⇒ 1100W/0,7

Ptilført2=1571W

___________________________________________________

spørgsmål 2) beregn strømmene L1, L2, L3 samt Nulstrømmen i tilgangen i systemet.

formel: I=P/U*cosφ

____________________________________________________

beregning for I1:

I1: Ptilført1/U*cosφ ⇒ 1250W/400*cos45,57

I1= 2,19A

____________________________________________________

beregning for I2:

I2: Ptilført2/U*cosφ ⇒  1571W/230*cos25,84

I2= 6,15A

og her bruger jeg 230V fordi det er en 1 faset motor.

____________________________________________________

beregning for I3:

I3: Ptilført3/U*cosφ ⇒ 1000W/230*1

I3=4,35A

her ganger jeg met 1 fordi vi ingen effektfaktor har opgivet, og bruger 230V fordi vi stadig kun har 1 fase og nul.

stopper så kan i se om der er fejl tak på forhånd :)


Brugbart svar (1)

Svar #1
24. september 2013 af hesch (Slettet)

Ptilført1, Ptilført2 og Ptilført3 er korrekte.

Men I1 og I2 er ikke korrekte, for det er de absolutte strømme. De skal beregnes på kompleks form, ellers kan du i sidste ende ikke addere fasestrømmene korrekt, ( du taber fasen ). Du skal huske, at effektfaktoren for den eenfasede motor er angivet ved kapacitiv last. Dette fordi en eenfaset asynkronmotor er forsynet med en startkondensator. Den trefasede motor udgør en induktiv last, for denne behøver ingen startkondensator.

I3 har du beregnet korrekt, fordi det er en ohmsk modstand, derfor I3 = 4,35 + j0 A. Effektfaktoren for en ohmsk modstand = 1.

Nulstrøm = -( I1+I2+I3 )         ( Kirchhoffs strømlov:  Her kommer additionen på kompleks form ).


Brugbart svar (1)

Svar #2
24. september 2013 af hesch (Slettet)

#1  PS:  Absolut værdien af I1 er hovedværdien af strømmen = faseværdien * √3.

Hovedværdien = 1250W / 400V = 3,125Ahoved,effektiv

Faseværdien = 3,125 / √3 = 1,804 Afase,effektiv    ( altså hvor mange Watt den effektive strøm afgiver pr. fase )

cosφ = 0,7

Den tilsyneladende strøm ( den der faktisk løber, og kan måles ) =

1,804 / 0,7 Atilsyneladende = 2,577 Afase,tilsyneladende.

Denne strøm laver du kompleks ved:  I1,fase,L1 = 2,577*cosφ - j2,577*sinφ   ( minus j fordi lasten er induktiv ).

I1,fase,L2 = I1,fase,L1 * 1/ 120o

I1,fase,L3 = I1,fase,L3 * 1/ 240o

Ja, se nu hvad din lærer har rodet dig ud i.     :)


Svar #3
24. september 2013 af Lone110 (Slettet)

okay I1/I2 er forkerte, men du beregner hovedværdi (I)

Hovedværdien I1 = 1250W / 400V = 3,125Ahoved,effektiv

så hvis vi vil have hvad hver fase giver så skal vi sige:

Faseværdien = 3,125 / √3 = 1,804 Afase,effektiv

1,804 / 0,7 Atilsyneladende = 2,577 Afase,tilsyneladende. ⇔ så det er S værdien ? men burde der ikke stå

2,577 VA `?

og ja min underviser roder mig altid ud i komplekse tal hehe


Brugbart svar (1)

Svar #4
24. september 2013 af hesch (Slettet)

Nej, enheden  VA gælder for den tilsyneladende effekt.

De 2,577 A er en strøm.

Enheden W gælder for den aktive effekt.

For ideelle kapacitive og reaktive belastninger ( cosφ = 0 ) anvendes enheden VAr  ( Volt-Ampere-reaktiv ).

Så vidt jeg husker anvendes "S" for den tilsyneladende effekt.

Så en effekt, P = 5 + j7 VA = 5W + 7VAr


Svar #5
24. september 2013 af Lone110 (Slettet)

kapacitive belastninger  har en cosφ=0 det vil vel sige at

I2: Ptilført2/U*cosφ ⇒  1571W/230*cos25,84

I2= 6,15A

så kan vi ikke bruge vores effektfaktor ? fordi i opgaven står der at det er kapacativ


Brugbart svar (1)

Svar #6
24. september 2013 af hesch (Slettet)

Ved en kapacitiv last vil strømmen faseforskydes forud for spændingen, omvendt ved en reaktiv last.

Så hvis vi har en belastning med cosφ = 0,8 ved vi at sinφ = ±0,6    ( Pythagoras ).

Fortegnet for sinφ bestemmes af, om lasten er reaktiv eller kapacitiv.

Forstår ikke denne her:    I2: Ptilført2/U*cosφ ⇒  1571W/230*cos25,84


Svar #7
24. september 2013 af Lone110 (Slettet)

når jeg vil finde I2 så bruger jeg formlen som siger

I=P/U*cosφ

fordi i opgaven har jeg opgivet alt hvad jeg skal bruge til at finde dem

Ptilført2 som vi fandt 1571W og cosφ=0.9 og spændingen 400V, men mener at vi skal bruge 230V fordi den kun har en 1 fase og nul


Brugbart svar (1)

Svar #8
24. september 2013 af hesch (Slettet)

Du må skrive det som f.eks:

Iaktiv = Ptilsyneladende / U * cosφ      eller

Iaktiv = S / U * cosφ

ellers kan jeg ikke følge med.

Det er korrekt at du skal bruge faseværdien af U, alså Ufase = 230V

Hovedværdien af spændingen, Uhoved = Ufase * √3 = 400V    ( i runde tal ).

400V = spændingen mellem to faser.


Svar #9
24. september 2013 af Lone110 (Slettet)

okay så er det vel

I1aktiv=1250W/230V*cos45,57 = 3,12A

3,12A/√3 =1,804 Afase,effektiv

så har vi vores I1aktiv


Brugbart svar (1)

Svar #10
24. september 2013 af hesch (Slettet)

Imens du grubler:

Disse fase- og hoved-værdier anvendes indenfor stærkstrøm ( især højspændingsledninger ) fordi:

S3fase = Ufase * Ifase * 3 = Ufase*√3 * Ifase*√3 = Uhoved * Ihoved

Det er rent dovenskab: Man gider ikke gange med 3 igen, og igen.  Derfor hovedværdier.


Svar #11
24. september 2013 af Lone110 (Slettet)

fair fair kun hovedværdier fra nu :P og grubler det ord bruger min lærer rigtig meget når jeg ikke siger noget

men nu har vi

I1aktiv=1,804A

I3aktiv=4,35A

Iaktiv2 = Ptilsyneladende / U * cosφ ⇒ 1571W/230V*cos-1(0.9)= 6,83A

I2aktiv= 6,83A så har vi alle

I1aktiv har vi også som hovedværdi som de ønsker hr. :D og I3/I2 har vi i fase


Brugbart svar (1)

Svar #12
25. september 2013 af hesch (Slettet)

#9:  I1aktiv=1250W/230V*cos45,57 = 3,12A    3,804A

I stedet:

I1hoved,aktiv = 1250W / 400V = 3,125Ahoved,aktiv

I1fase,aktiv = 3,125 / √3 = 1,804 Afase,aktiv

Du skal ikke gange med cosφ her, fordi din effekt er opgivet i Watt  ( altså aktiv effekt ), og således finder du også den aktive strøm ved  P/U.

(  Undskyld jeg havde skrevet  Afase,effektiv i #2 )


Svar #13
25. september 2013 af Lone110 (Slettet)

så er alle I'er på plads, men det du siger er at vores effekt er opgivet i watt, men det har vi fået for alle men for det andre ganger vi med cosφ eller er det fordi det er den eneste som er 3 faset ?

I1aktiv=1250W/230V*cos45,57= 3,804A

I3aktiv=4,35A

I2aktiv= 6,83A


Brugbart svar (1)

Svar #14
25. september 2013 af hesch (Slettet)

#11:   I2aktiv = Ptilsyneladende / U * cosφ ⇒ 1571W/230V*cos-1(0.9)    →

I2aktiv = Paktiv / U *cosφ = 1571W/230V = 6,830Aaktiv

#13:   Du ganger med cosφ når du anvender   Ptilsyneladende / U, ellers finder du den tilsyneladende strøm.

Du mangler at beregne I1 ( alle tre faser ) og I2 på kompleks form, førend alle I'er er på plads.


Svar #15
25. september 2013 af Lone110 (Slettet)

I1aktiv=1250W/230V*cos45,57= 3,804A

jamen vi har I1 her

I1fase=I1/√3 ⇒ 3,804A/√3= 1,268A

hhvordan for jeg dem til at blive komplekse den metode jeg bruger eller den jeg har lært er at vi finder vinklerne på og så kan vi regne IL1/IL2/IL3

og goddag :D


Brugbart svar (1)

Svar #16
25. september 2013 af hesch (Slettet)

I1hoved,aktiv=1250W/230V*cos45,57= 3,804A    er forkert, læs #12 igen.

Dermed er I1fase,aktiv også forkert.


Svar #17
25. september 2013 af Lone110 (Slettet)

hvorfor er det forkert

I1hoved,aktiv = 1250W / 400V = 3,125Ahoved,aktiv

I1fase,aktiv = 3,125 / √3 = 1,804 Afase,aktiv

er det her bedre ?


Brugbart svar (1)

Svar #18
25. september 2013 af hesch (Slettet)

Ja, i #16 benyttede du fasespændingen = 230V, men en 3-faset motor ved ikke hvad det er, for den er tilsluttet hovedspændingen = 3*400V, den er formodentlig slet ikke tilsluttet 0-lederen, spændingen 230V er spændingen mellem en fase og 0-lederen.

I #16 ganger du med cosφ = 0,7 for at finde den aktive strøm, men P=1250W er den aktive effekt, hvorfor når du beregner  I = P/U, så bliver I = den aktive strøm, der ikke skal ganges med cosφ.

Inden for strømmene og spændingerne opererer vi med kombinatoner af:

-   hovedværdi / faseværdi =  400V / 230V  eller  3,125A / 1,804A

    og

-   aktiv / reaktiv / tilsyneladende   strømme   ( Pythagoras retvinklede trekant )

Du skal ikke spørge om "det her er bedre", du skal komme frem til:  Ahaaa, nu har jeg forstået, eller du må sige, hvad du ikke forstår.


Svar #19
25. september 2013 af Lone110 (Slettet)

efter du skrev #18 har jeg fået fat på pointen :D

I1hoved,aktiv = 1250W / 400V = 3,125Ahoved,aktiv

I1fase,aktiv = 3,125 / √3 = 1,804 Afase,aktiv

-----------------------------

I2aktiv = Ptilsyneladende / Ufase ⇒ 1571W/230V

I2aktiv = Paktiv / U = 1571W/230V = 6,830Aaktiv

--------------------------

I3: Ptilført3/U*cosφ ⇒ 1000W/230*1

I3=4,35A

-------------------------

så har vi dem på plads nu skal jeg bare regne dem så det er komplekse vi havde allerede I3

I3 = 4,35 + j0 A

så sagde: I3 har du beregnet korrekt, fordi det er en ohmsk modstand, derfor I3 = 4,35 + j0 A. Effektfaktoren for en ohmsk modstand = 1.

I1/I2 har to forskellige effektfaktorer vil det så sige at

--------------------------

I1= 1,804 + j45,57 A

I2= 6,830 + j25,84 A


Brugbart svar (1)

Svar #20
25. september 2013 af hesch (Slettet)

I2aktiv = Ptilsyneladende / Ufase ⇒ 1571W/230V  rettes til:

I2aktiv = Paktiv / Ufase ⇒ 1571W/230V

--------------------------------------------------------------

Du skal skrive:

I1fase,aktiv = 1,804Afase,aktiv

cosφ = 0,7   =>

I1fase,tilsyneladende = 1,804 / 0,7 = 2,577Afase,tilsyneladende   =>

I1fase,reaktiv = 2,577 * sinφ = . . . . . . Afase,reaktiv        ( pas på fortegnet her ! )

eller du kan bruge Pythagoras:

I1fase,reaktiv = ±√ ( I1fase,tilsyneladende2 - I1fase,aktiv2 ) Afase,reaktiv     ( pas på fortegnet her ! )

Det er vigtigt, at du er omhyggelig med disse index, ellers adderer du pludseligt en fasestrøm med en hovedstrøm,eller adderer en aktiv og en reaktiv strøm, og så går det helt galt.


Forrige 1 2 3 4 5 6 Næste

Der er 105 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.