18.7 Leistungsberechnung

Leistung:

Die Leistung des Dreiphasensystems ist bei beliebiger Belastung (siehe Abb. 18.7.1) gleich der Summe der Leistungen der zusammengeschalteten drei Einphasen-Wechselstromsysteme

S =  S  + S  + S  =  U    I∗   + U    I∗   + U    I∗
--   -1   -2   -3    -Str1-Str1   --Str2-Str2   --Str3-Str3
(18.7.1)


PIC

Abbildung 18.7.1: Leistungsberechnung im Vierleiternetz (Sternschaltung)

Balanciert:

Bei symmetrischer Belastung mit

Z1 =  Z2 = Z3  = Z-
(18.7.2)

sind die Leistungen der Stränge gleich und damit wird die Scheinleistung zu

S-= 3SStr = 3U-StrI∗Str
(18.7.3)

Entsprechend ergibt sich die Wirkleistung zu

P  = S cosφ =  3UStrIStr cosφ
(18.7.4)

und die Blindleistung zu

Q  = S sinφ =  3U   I   sin φ
                 Str Str
(18.7.5)

Diese Formeln gelten für die Dreieck- und Sternschaltung.

Umrechnung:

Anstelle der Stranggrößen können auch die Außenleitergrößen verwendet werden

Schaltung Strangspannung Strangstrom Scheinleistung
UStr IStr S = 3UStrIStr




Y UY = UL√L-
  3 IY = IL S = 3UY IY
S = √ --
  3ULLIL
Δ UΔ = ULL IΔ = -IL-
√ 3 S = 3UΔIΔ
S = √ --
  3ULLIL




Ergebnis:

Die Scheinleistung aller drei Stränge ist unabhängig von der Schaltungsart bei symmetrischer Last gegeben mit

                √ --
S = 3UStrIStr =   3ULLIL
(18.7.6)

Praxis:

Gegeben sei ein Asynchronmotor für den Nennbetrieb in Dreieckschaltung bei ULL = 400V . Er wird über einen Stern-Dreieck-Schalter in Abb. 18.7.2 zuerst über die Sternschaltung angefahren.


PIC

Abbildung 18.7.2: Funktion eines Stern-Dreieck-Schalters

Stern:

An den Motorwicklungen liegt die Strangspannung

UStr = U√LL-
         3
(18.7.7)

an. Die Scheinleistungsaufnahme des ASM im Stern ist dann

               U 2Str    U2LL
SY =  3SStr = 3Z----=  Z----
                 Str     Str
(18.7.8)

Dreieck:

An den Motorwicklungen liegt die Strangspannung

UStr = ULL
(18.7.9)

an. Die Scheinleistungsaufnahme des ASM im Dreieck ist dann

                 2        2
S   = 3S    = 3 UStr=  3U-LL-
  Δ      Str     ZStr    ZStr
(18.7.10)

Ergebnis:

Bei gleicher Last gilt für die Scheinleistung in Dreieck- und Sternschaltung

SΔ = 3SY
(18.7.11)