Stromberechnungen im 3Phasen Netz

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Autor
Stromberechnungen im 3Phasen Netz

    







BID = 467957

Kermit24

Gesprächig



Beiträge: 156
Wohnort: Köln
 

  


Hallo,

ich als "Laie" (Bin bereits gelernter IT-Systemelektroniker und lerne momentan Elektroniker für Betriebstechnik) habe ein "Problem" mit Stromberechnungen im Drehstromnetz:
Wenn ich an L1 einen (ohmschen) Verbraucher von 1A gegen den Neutralleiter schalte und L2, L3 unbeschaltet lasse, wird L1 von 1A durchflossen und ebenso der Neutralleiter.
Wenn ich an L1,L2,L3 nun jeweils ein 1A (ohmschen) Verbraucher gegen N schaltet, dann fließt durch L1,L2 und L3 jeweils 1A aber durch den Neutralleiter wegen der symmetrischen Belastung 0A. Soweit richtig?

Nur wie kann ich das Berechnen? Und vor allem: Wie berechne ich den Strom im Neutralleiter bei unsymmetrischer Belastung aller drei Außenleiter (in Sternschaltung und ausschließlich bei ohmschen Lasten)?
Brauche ich dazu schon die 'komplexe Wechselstromrechnung'? Wenn ja, kann mir jemand ein Link geben, wo genau sowas berechnet wird?

Hintergrund: Bei einem 4pol. FI-Schalter kommt sowas im Grunde ständig vor. Wie kann man sowas rein rechnerisch (nicht grafisch!) lösen/berechnen.


Danke im voraus,
Kermit





BID = 467967

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

 

  

Naja mit der komplexen Rechnung ist es einfach.

Es wird "a" eingeführt.

a ist eine komplexe Zahl mit dem Betrag 1 und der Phase=120°.

U1=a*U2=a²U3.

die Ströme (Betrag) ergeben sich zu

I1=U1/R1
I2=U2/R2
I3=U3/R3

In damit zu
IN=I1+a*I2+a²*I3.


Wenn Du nicht Kompex rechnen willst, kannst Du die Addition auch mit den Si-nüssen und Co-si-nüssen machen...

Teile den strom in 2 Rechtwinklig zueinander stehende teile auf (Iw und Is) (wagerecht(nach links Positiv) und senkrecht (nach oben positiv))

Iw=I1*cos(0°)+I2*cos(120°)+I3*cos(240°)
Iw=I1-I2*(0,5)-I3*(0,5)

Is=I1*sin(0°)+I2*sin(120°)+I3*sin(240°)
Is=I2*(0,5*sqrt(3))-I3*(0,5*sqrt(3))

In=Sqrt(Iw²+Is²)


in Langform

In=Sqrt((I1-I2*(0,5)-I3*(0,5))²+(I2*(0,5*sqrt(3))-I3*(0,5*sqrt(3)))²)

in Längstform

In=Sqrt((U1/R1-U2/R2*(0,5)-U3/R3*(0,5))²+(U2/R2*(0,5*sqrt(3))-U3/R3*(0,5*sqrt(3)))²)


Gruß Topf_Gun

P.S. willst Du nicht anfangen, komplex zu rechnen


Edit link

http://getsoft.net/drehstrom/index2.html



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Topf_Gun am 30 Okt 2007 17:47 ]

BID = 468128

Kermit24

Gesprächig



Beiträge: 156
Wohnort: Köln


Zitat :

Naja mit der komplexen Rechnung ist es einfach.

Es wird "a" eingeführt.

a ist eine komplexe Zahl mit dem Betrag 1 und der Phase=120°.

U1=a*U2=a²U3.

die Ströme (Betrag) ergeben sich zu

I1=U1/R1
I2=U2/R2
I3=U3/R3

In damit zu
IN=I1+a*I2+a²*I3.


So ganz kann ich das nicht nachvollziehen: Ist a demnach
a = 1 * exp(j*120°)
a² = 1² * exp(2*j*120°) = 1 * exp(j*240°)

Gut, dann bin ich zu einer ganz ähnlichen Rechnung gekommen, wie ich sie in Deinem Link gefunden habe. Komplex habe ich allerdings nicht wirklich gerechnet (das j habe ich mehr oder weniger ignoriert), sondern hauptsächlich polare in rechtwinklige Koordinaten transferiert und umgekehrt (mein Taschenrechner hat zum Glück so eine Funktion: Sonst, wenn ich die zu Fuß umrechnen müsste, wäre es sicher genauso umständlich, wie die Rechnung mit den Sinüssen und Cosinüssen)
Unter http://getsoft.net/drehstrom/index2.html finde ich in einer Beispielrechnung

In = I1 + I2 + I3 (wobei bei I2 mit exp(-j*120°) und bei I3 mit exp(+j*120°) gerechnet wird)

Um bei meinen Beispiel zu bleiben I1=I2=I3 = 16A
In = 16A + 16A*exp(-j*120°) + 16A*exp(j*120°)
= 16 A + (- 8A - 13,86j) + (- 8A + 13,86j) = 0

Wenn nicht Null rauskommt, muss ich die kartesische Darstellung wieder in die Polare zurückrechnen (oder einfach nur den Betrag, sprich euklidische Norm berechnen, wenn mich der Winkel nicht interessiert)

Wirklich komplex war an der Rechnung nichts. Habe das j einfach wie eine Einheit stehen lassen.

Vielen Dank,
Kermit

BID = 468174

Topf_Gun

Schreibmaschine



Beiträge: 1236

Gratulation, Du hast die komplexe Rechnung verstanden.

und ob ich es nun Polarkoordinaten und kartesische Koordinaten nenne, oder Betrag und Phase oder Real- und Imaginärteil ist egal.
Welche Version/Darstellung ich nehme, hängt davon ab, was ich rechnen will. Alles unterschiedliche Ansichten vom selben Berg
Für die Addition empfielt sich die Darstellung in Real und Imaginärteil, für Multiplikationen die Darstellung in Betrag und Phase.

Bedenke aber immer die Gültigkeitsvorrausseteungen!

1. Eingeschwungene Zustände, keine Schaltvorgänge!
2. Lineare Bauelemente (R,L,C keine Dioden, Spulen in Sätigung, keine strom- oder spannungsabhänigen Widerstände usw.)

Gruß Topf_Gun

P.S. Komplex heist nicht unbedingt kompliziert
P.P.S. Frequenzgemische werden pro Frequenz gerechnet und die Ergebinsse addiert




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