www.wikidata.de-de.nina.az

Stromflusswinkel Der ist ein Begriff aus der Elektrotechnik und bezeichnet besonders bei Netzspannungs Verbrauchern die

Stromflusswinkel

Der Stromflusswinkel ist ein Begriff aus der Elektrotechnik und bezeichnet besonders bei Netzspannungs-Verbrauchern die Zeitspanne, während der periodisch ein Strom fließt, wenn er nicht während der gesamten Periodendauer der Wechselspannung fließt. In Analogie zum Phasenverschiebungswinkel wird diese Zeitspanne als Stromflusswinkel angegeben. Seine Anwendung findet er beispielsweise bei der Erklärung von Gleichrichter- und Thyristorschaltungen.

Angaben, Anforderungen Bearbeiten

Ist ein Strom von einem Zeitpunkt bis zu einem Zeitpunkt eingeschaltet (bei netzsynchroner Wiederholung), so ist bei einer Periodendauer der Netzspannung der Stromflusswinkel definiert über die Phasenwinkel durch

Er kann bei Einphasenwechselstrom im Prinzip 0 … 180° betragen, wobei sich die Grenzbereiche mit Thyristoren schaltungstechnisch nicht leicht realisieren lassen. Je nach Schaltung kann der Strom aber bereits nach 180° periodisch sein. In diesem Fall bedeutet ein Winkel von 180° einen nichtlückenden Betrieb.

Stromflusswinkel < 180° bedeuten eine Unterbrechung des Stroms. Sie treten bei nichtlinearen Verbrauchern auf. Dazu gehören Gleichrichter, Dimmer, Thyristorsteller oder Gasentladungslampen.

Genaugenommen müsste man noch die Schwelle (Stromstärke) angeben, ab der man „Strom fließt“ definiert. Diese ist nicht einheitlich festgelegt; für die meisten Anwendungen ist der Zeitpunkt des Übergangs vom Sperrstrom zum Durchlassstrom oder umgekehrt für den Stromflusswinkel ausreichend scharf angebbar.

Bei gleicher Leistung am Verbraucher belastet ein Strom mit geringem Stromflusswinkel die Leitungen oder auch Transformatoren viel stärker als Strom mit sinusförmigem Verlauf, weshalb man einen möglichst großen Stromflusswinkel anstrebt. Andererseits will man in Gleichrichterschaltungen eine geringe Restwelligkeit erreichen, wozu man einen geringen Stromflusswinkel anstrebt. Im zweiten Fall wählt man das Produkt aus Verbraucherwiderstand und Kapazität möglichst groß ( = 10 ms im 50-Hz-Netz).

Beispiele Bearbeiten

Typische Gleichrichterschaltung mit Transformator T (nur Sekundärwicklung), Gleichrichter G, Glättungskondensator C, Verbraucher R
Typischer Spannungsverlauf am Verbraucher R
Rot: C wird von T geladen
Blau: C wird von R entladen

Siehe auch Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Karl Küpfmüller: Einführung in die theoretische Elektrotechnik, 1984
  2. Johann Siegl: Schaltungstechnik – analog und gemischt analog-digital, 2005
  3. Wolfgang Böge, Wilfried Plassmann: Vieweg Handbuch Elektrotechnik, 2007
  4. Herbert Bernstein: Werkbuch Mechatronik, 2007
  5. Joachim Specovius: Grundkurs Leistungselektronik, 2009
wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Der Stromflusswinkel ist ein Begriff aus der Elektrotechnik und bezeichnet besonders bei Netzspannungs Verbrauchern die Zeitspanne wahrend der periodisch ein Strom fliesst wenn er nicht wahrend der gesamten Periodendauer der Wechselspannung fliesst In Analogie zum Phasenverschiebungswinkel wird diese Zeitspanne als Stromflusswinkel angegeben Seine Anwendung findet er beispielsweise bei der Erklarung von Gleichrichter und Thyristorschaltungen Inhaltsverzeichnis 1 Angaben Anforderungen 2 Beispiele 3 Siehe auch 4 EinzelnachweiseAngaben Anforderungen BearbeitenIst ein Strom von einem Zeitpunkt t 1 displaystyle t 1 nbsp bis zu einem Zeitpunkt t 2 displaystyle t 2 nbsp eingeschaltet bei netzsynchroner Wiederholung so ist bei einer Periodendauer T displaystyle T nbsp der Netzspannung der Stromflusswinkel F displaystyle Phi nbsp definiert 1 uber die Phasenwinkel f t displaystyle varphi t nbsp durch F f t 2 f t 1 360 T t 2 t 1 displaystyle Phi varphi t 2 varphi t 1 frac 360 circ T t 2 t 1 nbsp Er kann bei Einphasenwechselstrom im Prinzip 0 180 betragen 2 3 wobei sich die Grenzbereiche mit Thyristoren schaltungstechnisch nicht leicht realisieren lassen 4 Je nach Schaltung kann der Strom aber bereits nach 180 periodisch sein In diesem Fall bedeutet ein Winkel von 180 einen nichtluckenden Betrieb 5 Stromflusswinkel lt 180 bedeuten eine Unterbrechung des Stroms Sie treten bei nichtlinearen Verbrauchern auf Dazu gehoren Gleichrichter Dimmer Thyristorsteller oder Gasentladungslampen Genaugenommen musste man noch die Schwelle Stromstarke angeben ab der man Strom fliesst definiert Diese ist nicht einheitlich festgelegt fur die meisten Anwendungen ist der Zeitpunkt des Ubergangs vom Sperrstrom zum Durchlassstrom oder umgekehrt fur den Stromflusswinkel ausreichend scharf angebbar Bei gleicher Leistung am Verbraucher belastet ein Strom mit geringem Stromflusswinkel die Leitungen oder auch Transformatoren viel starker als Strom mit sinusformigem Verlauf weshalb man einen moglichst grossen Stromflusswinkel anstrebt Andererseits will man in Gleichrichterschaltungen eine geringe Restwelligkeit erreichen wozu man einen geringen Stromflusswinkel anstrebt Im zweiten Fall wahlt man das Produkt aus Verbraucherwiderstand und Kapazitat moglichst gross R C T 2 displaystyle RC gg frac T 2 nbsp 10 ms im 50 Hz Netz Beispiele Bearbeiten nbsp Typische Gleichrichterschaltung mit Transformator T nur Sekundarwicklung Gleichrichter G Glattungskondensator C Verbraucher R nbsp Typischer Spannungsverlauf am Verbraucher R Rot C wird von T geladen Blau C wird von R entladenGleichrichter mit angeschlossenem Glattungskondensator Da der Kondensator nur nachgeladen werden kann wenn die Augenblickspannung der sinusformigen Eingangsspannung Netzspannung oder Sekundarspannung eines Transformators grosser ist als die Kondensatorspannung muss in dieser kurzen Zeit die gesamte Leistung aus dem Netz gezogen werden Der Strom im Transformator und Gleichrichter ist also fur kurze Zeit sehr hoch und fur den Rest der Zeit null Im Bild zum Spannungsverlauf ist der zugehorige Stromflusswinkel mit a displaystyle alpha nbsp gekennzeichnet er betragt dort ca 30 nur fur etwa ein Sechstel der Zeit fliesst Strom der dann im Scheitelwert weit mehr als das Sechsfache des Gleichwertes am Verbraucher annimmt Auf der Eingangsseite entstehen grossere Verluste da der Effektivwert des Stromes dessen Gleichrichtwert umso mehr uberragt je ausgepragter die Stromspitze wird Bei gegebenen ohmschen Widerstanden Netz und ggf Transformator Innenwiderstand steigt die Verlustleistung mit dem Quadrat des Strom Effektivwertes an Es entstehen Oberschwingungen und damit Verzerrungsblindleistung Abhilfe schafft eine Leistungsfaktorkorrektur PFC oder im einfachsten Fall eine Drossel Spule vor oder nach dem Gleichrichter Thyristorsteller bzw Triacsteller oder Dimmer Phasenanschnittsteuerung Die Verstellung des Stromflusswinkels dient hier der Leistungssteuerung Allzu grosse Spitzenstrome werden mit Drosseln vermieden Siehe auch BearbeitenScheitelfaktor Tastgrad fur pulsierenden Gleichstrom Einzelnachweise Bearbeiten Karl Kupfmuller Einfuhrung in die theoretische Elektrotechnik 1984 Johann Siegl Schaltungstechnik analog und gemischt analog digital 2005 Wolfgang Boge Wilfried Plassmann Vieweg Handbuch Elektrotechnik 2007 Herbert Bernstein Werkbuch Mechatronik 2007 Joachim Specovius Grundkurs Leistungselektronik 2009 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Stromflusswinkel amp oldid 193776980