Was ist die Erregerspannung und wie wird sie in einer Synchronmaschine berechnet?

Question

Was ist die Erregerspannung und wie wird sie in einer Synchronmaschine berechnet?

Antwort

Verwandte Fragen

Welche Komponenten und Werte sind für die Kurzschlussfestigkeit von Schalttafeln relevant?

Wie berechnet man die Kondensatorspannung?

Was ist Erregerspannung und Erregerstrom in der Elektrotechnik?

Von welchen Faktoren hängt die Berechnung des Querschnitts des Schutzleiters ab?

Accepted Answer

Die **Erregerspannung** (auch Erregerfeldspannung oder Feldspannung genannt) ist die Gleichspannung, die an die Erregerwicklung (Feldwicklung) einer Synchronmaschine angelegt wird, um das notwendige Magnetfeld zu erzeugen. **Berechnung der Erregerspannung in einer Synchronmaschine:** Die Erregerspannung \( E \) (auch Leerlauf-Induktionsspannung genannt) ergibt sich im Wesentlichen aus der Gleichung: \[ E = 4,44 \cdot f \cdot N \cdot \Phi \] - \( E \): Induzierte Spannung (Erregerspannung) pro Phase - \( f \): Frequenz (in Hz) - \( N \): Anzahl der Windungen pro Phase - \( \Phi \): Erregerfluss (magnetischer Fluss pro Pol) **Im Betrieb:** Im Generatorbetrieb gilt für die Synchronmaschine (vereinfachte Ersatzschaltung): \[ E = U + jI_s X_s \] - \( E \): Erregerspannung (Innenpolspannung) - \( U \): Klemmenspannung - \( I_s \): Statorstrom - \( X_s \): Synchrone Reaktanz **Ermittlung der Erregerspannung:** 1. **Im Leerlauf:** Die Erregerspannung entspricht der am Generator gemessenen Leerlaufspannung. 2. **Im Belastungsfall:** Die Erregerspannung wird aus der Klemmenspannung, dem Statorstrom und der synchronen Reaktanz berechnet (siehe Gleichung oben). **Zusammengefasst:** - Die Erregerspannung ist die Spannung, die durch das Erregerfeld erzeugt wird. - Sie hängt ab von der Erregerstromstärke, der Windungszahl und dem magnetischen Fluss. - Im Betrieb kann sie mit der Ersatzschaltung und den genannten Formeln berechnet werden. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: Synchronmaschine](https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmaschine).

Accepted Answer

Bei der Berechnung der Kurzschlussfestigkeit von Schalttafeln sollten folgende Komponenten und Werte berücksichtigt werden: 1. **Kurzschlussstrom (I_k)**: Der maximale Kurzschlussstrom, der im F... [mehr]

Accepted Answer

Bei der Berechnung der Kurzschlussfestigkeit von Schalttafeln sollten folgende Komponenten und Werte berücksichtigt werden: 1. **Kurzschlussstrom (I_k)**: Der maximale Kurzschlussstrom, der im Fehlerfall auftreten kann. Dieser Wert ist entscheidend für die Dimensionierung der Bauteile. 2. **Schutzgeräte**: Die Auswahl und Dimensionierung von Sicherungen, Leistungsschaltern und anderen Schutzvorrichtungen, die den Kurzschlussstrom unterbrechen können. 3. **Leiterquerschnitte**: Die Querschnitte der verwendeten Leiter müssen so dimensioniert sein, dass sie den Kurzschlussströmen standhalten können, ohne zu überhitzen oder zu beschädigt zu werden. 4. **Materialien**: Die thermischen und elektrischen Eigenschaften der verwendeten Materialien (z.B. Kupfer, Aluminium) beeinflussen die Kurzschlussfestigkeit. 5. **Bauweise der Schalttafel**: Die Anordnung und der Abstand der Komponenten können die Wärmeabfuhr und die mechanische Stabilität im Kurzschlussfall beeinflussen. 6. **Umgebungseinflüsse**: Temperatur, Luftfeuchtigkeit und andere Umgebungsbedingungen, die die Leistung der Schalttafel beeinflussen können. 7. **Normen und Vorschriften**: Die Einhaltung relevanter Normen (z.B. IEC 61439) und Vorschriften, die spezifische Anforderungen an die Kurzschlussfestigkeit stellen. 8. **Zeitverhalten**: Die Zeit, die benötigt wird, um den Kurzschlussstrom abzuschalten, ist ebenfalls wichtig, da sie die thermische Belastung der Komponenten beeinflusst. Diese Faktoren sollten in einer umfassenden Analyse berücksichtigt werden, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Schalttafel zu gewährleisten.

Accepted Answer

Die Kondensatorspannung (U) kann mit der Formel \( U = \frac{Q}{C} \) berechnet werden, wobei: - \( U \) die Spannung über dem Kondensator ist, - \( Q \) die gespeicherte Ladung in Coulomb (C) i... [mehr]

Accepted Answer

Die Kondensatorspannung (U) kann mit der Formel \( U = \frac{Q}{C} \) berechnet werden, wobei: - \( U \) die Spannung über dem Kondensator ist, - \( Q \) die gespeicherte Ladung in Coulomb (C) ist, - \( C \) die Kapazität des Kondensators in Far (F) ist. Wenn der Kondensator in einem bestimmten Schaltkreis ist, kann die Spannung auch durch die Anwendung von Kirchhoffschen Regeln oder durch die Analyse des Schaltkreises unter Berücksichtigung der anderen Komponenten berechnet werden.

Accepted Answer

In der Elektrotechnik bezieht sich der Begriff "Erregerspannung" auf die Spannung, die benötigt wird, um ein elektrisches Feld in einer Maschine, wie z.B. einem Generator oder Motor, zu... [mehr]

Accepted Answer

In der Elektrotechnik bezieht sich der Begriff "Erregerspannung" auf die Spannung, die benötigt wird, um ein elektrisches Feld in einer Maschine, wie z.B. einem Generator oder Motor, zu erzeugen. Diese Spannung ist entscheidend für die Erzeugung des Magnetfeldes, das für den Betrieb der Maschine erforderlich ist. Der "Erregerstrom" hingegen ist der Strom, der durch die Erregerwicklung einer Maschine fließt, um das Magnetfeld zu erzeugen. In vielen Anwendungen, insbesondere bei Gleichstrommaschinen, wird der Erregerstrom durch eine separate Erregerschaltung bereitgestellt. Der Erregerstrom beeinflusst direkt die Stärke des Magnetfeldes und somit die Leistung und Effizienz der Maschine. Zusammengefasst: Die Erregerspannung ist die Spannung, die zur Erzeugung des Magnetfeldes benötigt wird, während der Erregerstrom der Strom ist, der durch die Erregerwicklung fließt, um dieses Magnetfeld zu erzeugen.

Accepted Answer

Die Berechnung des Querschnitts des Schutzleiters hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Stromstärke**: Die maximale zu erwartende Fehlerstromstärke, die durch den Schutzleiter flie&szli... [mehr]

Accepted Answer

Die Berechnung des Querschnitts des Schutzleiters hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Stromstärke**: Die maximale zu erwartende Fehlerstromstärke, die durch den Schutzleiter fließen kann, ist entscheidend. 2. **Länge des Leiters**: Längere Leitungen können zu höheren Spannungsabfällen führen, was den Querschnitt beeinflusst. 3. **Material des Leiters**: Kupfer und Aluminium haben unterschiedliche Leitfähigkeiten, was bei der Querschnittsberechnung berücksichtigt werden muss. 4. **Umgebungstemperatur**: Höhere Temperaturen können die Leitfähigkeit des Materials beeinflussen und somit den erforderlichen Querschnitt verändern. 5. **Verlegeart**: Die Art und Weise, wie der Leiter verlegt wird (z.B. in der Luft, im Erdreich, in Rohren), hat Einfluss auf die Wärmeableitung und damit auf den Querschnitt. 6. **Normen und Vorschriften**: Nationale und internationale Normen (z.B. VDE in Deutschland) geben Mindestanforderungen für den Querschnitt von Schutzleitern vor. 7. **Anzahl der Leitungen**: Bei mehreren parallel verlegten Leitungen kann der Querschnitt ebenfalls angepasst werden müssen. Diese Faktoren müssen sorgfältig berücksichtigt werden, um die Sicherheit und Funktionalität der elektrischen Installation zu gewährleisten.