Viele Fragen zum Transformator

Wissenschaft Physik
#1

Hallo!

Aufgabe:
Einphasentransformator mit Nenndaten: S = 30kVA, U(1N)=220V, U(2N)=380V, f = 50Hz
Leerlauf: I(0) = 8A, P(0) = 1,15kW, U(20)=382,5V
Kurzschluss: P(k)=1,7kW, U(k)=20V

  1. Gesucht ist die relative Kurzschlussspannung??? Ehrlich gesagt hab ich keine Ahnung was ich mit relativ anfangen soll, ich hab doch die Kurzschlussspannung mit U(k)=20V gegeben, oder???

  2. Wirkungsgrad bei Voll- und Halblast cos(phi)=0,8:
    Welcher cos(phi) ist hier gemeint, der aus dem Leerlaufversuch oder der aus dem Kurzschlussversuch; die Scheinleistung 20kVA bleibt bei Halblast doch auch gleich, es verändert sich nur die Blindleistung oder??

Wirkungsgrad eta = Scheinleistung / [(Scheinleistung + P(0) + P(k)]

Hab jetzt nicht so wirklich die Ahnung was bei Halblast passiert???
Wie verändert sich eigentlich in diesem Fall die sekundäre Klemmspannung bei cos(phi) = 0,8??

  1. wie rechnet man das Übersetzungsverhältnis aus??? ü = U(1N) / U(2N) oder doch ü = U(1N) / U(20) ??? macht zwar keinen großen Unterschied, aber trotzdem wüsste ich gern ob ich die Leerlaufspannung oder die sekundäre Nennspannung verwenden muss!!

  2. die Kurzschlussspannung wird ja des öfteren mit z.B. U(k) = 6% angegeben, bezieht sich diese Prozentangabe auf U(1N) oder U(2N)???

  3. Ein Einphasentransformator hat folgende Daten: S = 100kVA, ü=20 und 000/230 V. Bei einer Temperatur von 20°C wurden die Leerlaufverluste von 800W und die Kurzschlussverluste von 1750W ermittelt. Wie hoch sind die Kupferverluste im Nennbetrieb (Temp. 90°C). Wäre cool, wenn mir jemand einen Ansatz für diese Aufgaben geben könnte, wie ich sie am besten meistern könnte???

Vielen Dank für die Beantwortung meiner Fragen.

#2

Hallo!

Aufgabe:
Einphasentransformator mit Nenndaten: S = 30kVA, U(1N)=220V,
U(2N)=380V, f = 50Hz
Leerlauf: I(0) = 8A, P(0) = 1,15kW, U(20)=382,5V
Kurzschluss: P(k)=1,7kW, U(k)=20V

  1. Gesucht ist die relative Kurzschlussspannung??? Ehrlich
    gesagt hab ich keine Ahnung was ich mit relativ anfangen soll,
    ich hab doch die Kurzschlussspannung mit U(k)=20V gegeben,
    oder???

Relativ bedeutet häufig bezogen auf Nenngröße, so auch hier:
uk=Uk/U1N
relative Größen werden durch kleine Buchstaben ausgedrückt (nicht mit Momentanwerten verwechseln!)

  1. Wirkungsgrad bei Voll- und Halblast cos(phi)=0,8:
    Welcher cos(phi) ist hier gemeint, der aus dem Leerlaufversuch
    oder der aus dem Kurzschlussversuch;

der von der Last!

bleibt bei Halblast doch auch gleich, es verändert sich nur
die Blindleistung oder??

Nein: Die 30kVA (lt. Angabe) ist die Nennscheinleistung, d.h. die Scheinleistung, die der Trafo maximal übertragen kann. Die tatsächlich übertragene Leistung hängt von der Lastimpedanz ab.

Wirkungsgrad eta = Scheinleistung / [(Scheinleistung + P(0) +
P(k)]

Hab jetzt nicht so wirklich die Ahnung was bei Halblast
passiert???

Leerlaufverluste bleiben gleich, wenn U1=U1N und f=fN.
Bei den Stromwärmeverlusten Pcu geht der Lastfaktor a quadratisch ein, d.h. SN=30kVA, S=15kVA ==> a=0,5 und Pcu=a^2 x Pk

Wie verändert sich eigentlich in diesem Fall die sekundäre
Klemmspannung bei cos(phi) = 0,8??

Tipp: Ersatzschaltbild zeichnen (Eisenverlustwiderstand und Hauptinduktivität können bei Belastung vernachlässigt werden), zugehöriges Zeigerdiagramm zeichnen (der Innenwiderstand bildet das sogenannte Kapp’sche Dreieck) und daraus die Ausgangsspannung ablesen.
Nicht vergessen: alle Größen auf eine Seite transformieren.
Die Formel für U2 spar ich mir jetzt hier.

  1. wie rechnet man das Übersetzungsverhältnis aus??? ü = U(1N)
    / U(2N) oder doch ü = U(1N) / U(20) ??? macht zwar keinen
    großen Unterschied, aber trotzdem wüsste ich gern ob ich die
    Leerlaufspannung oder die sekundäre Nennspannung verwenden
    muss!!

Das Übersetzungsverhältnis ü ist als UN(OS)/UN(US) definiert und damit ü>=1 (OS: Oberspannungsseite, US: Unterspannungsseite)
Meist ist die OS die Eingangsseite (wird häufig in Büchern so gemacht), das muss aber nicht so sein
z.B. Kraftwerkstrafo oder dein Bsp.
Bei Transformatoren mit SN>16kVA ist U2N=U20. Bei kleineren Transformatoren gibt man als sekundäre Nennspannung die Spannung bei Belastung mit Wirknennleistung an.

  1. die Kurzschlussspannung wird ja des öfteren mit z.B. U(k) =
    6% angegeben, bezieht sich diese Prozentangabe auf U(1N) oder
    U(2N)???

Die Kurzschlussspannung bei sekundärseitigem Kurzschluss (U2=0) am Eingang an, daher auf U1N

  1. Ein Einphasentransformator hat folgende Daten: S = 100kVA,
    ü=20 und 000/230 V. Bei einer Temperatur von 20°C wurden die
    Leerlaufverluste von 800W und die Kurzschlussverluste von
    1750W ermittelt. Wie hoch sind die Kupferverluste im
    Nennbetrieb (Temp. 90°C). Wäre cool, wenn mir jemand einen
    Ansatz für diese Aufgaben geben könnte, wie ich sie am besten
    meistern könnte???

Stromwärmeverlustwiderstände bei 20°C berechnen und auf 90°C hochrechnen. Pcu=(I1N)^2*Rcu
Rcu =Rcu1+Rcu2’ (’ bed. auf die Eingangsseite umgerechnet)

MfG Herbert