Grundwissen
Was versteht man unter ...
luk2/2010, 2 Seiten
Betriebsart Zeitliche Folge und Dauer der Betriebszustände eines elektrischen Betriebsmittels. Die thermische Belastung (Erwärmung) eines elektrischen Betriebsmittels während des Normalbetriebs wird maßgeblich von der jeweiligen Betriebsart bestimmt. Die Betriebsart kann vom Hersteller des Betriebsmittels entweder durch genormte alphanumerische Bezeichnungen oder mithilfe von grafischen Darstellungen angegeben werden, die die veränderlichen Größen in Abhängigkeit von der Zeit wiedergeben. Häufig vorkommende Betriebsarten sind: a) Nennbetrieb Dauernder oder kurzzeitiger Betrieb mit den jeweiligen Nenn- bzw. Bemessungsdaten, z. B. Nennspannung, Nennstrom und Nennfrequenz. b) Dauerbetrieb Betrieb, bei dem die Strombelastungsdauer tB (Betriebsdauer) mindestens so lang ist, dass der thermische Beharrungszustand (Beharrungstemperatur) erreicht wird, s. Bild a). In diesem Fall gibt das elektrische Betriebsmittel seine (Verlust-)Wärme vollständig an die Umgebung ab; es besteht ein thermisches Gleichgewicht. Bei Dauerbetrieb (engl. continuous operation) darf die Beharrungstemperatur die höchstzulässige Betriebstemperatur des jeweiligen elektrischen Betriebsmittels nicht überschreiten. c) Kurzzeitbetrieb Betrieb, bei der einerseits die · Strombelastungsdauer so kurz ist, dass der thermische Beharrungszustand nicht erreicht wird, und andererseits die · nachfolgende Betriebspause lang genug ist, um eine Abkühlung auf die Ausgangstemperatur (Umgebungstemperatur U ) zu erreichen, s. Bild b). d) Aussetzbetrieb Betrieb, bei dem einerseits die · Strombelastungsdauer so kurz ist, dass der thermische Beharrungszustand nicht erreicht wird, und andererseits die · nachfolgende Betriebspause nicht lang genug ist, um eine Abkühlung auf die Ausgangstemperatur (Umgebungstemperatur U ) zu erreichen. Das Belastungsspiel kann sich beliebig oft wiederholen. Periodischer Aussetzbetrieb s. Bild c). Für drehende elektrische Maschinen, z. B. Motoren oder Generatoren, gelten die Betriebsarten nach Tafel , und für Transformatoren gelten die Betriebsarten nach Tafel . Die jeweilige Nenn- bzw. Bemessungsbetriebsart ist gewöhnlich auf dem Leistungsschild der genannten elektrischen Betriebsmittel angegeben. Bei fehlender Angabe ist das betreffende Betriebsmittel üblicherweise für den Dauerbetrieb geeignet. Größe Merkmal einer Sache, z. B. eines Körpers, Vorgangs oder Zustands, das sich quantitativ bestimmen und in einem zahlenmäßigen Wert ausdrücken lässt. Fachbegriffe G r u n d w i s s e n L e r n f e l d e r 1 - 5 4 LERNEN KÖNNEN 2/10 Was versteht man unter... I, max Erwärmung Abkühlung thermischer Beharrungszustand I, max I, max Betriebsarten a) Dauerbetrieb (DB bzw. S1) b) Kurzzeitbetrieb (KB bzw. S2) c) Aussetzbetrieb (AB bzw. S3) Strom während der Belastungsdauer Belastungsdauer Spieldauer Umgebungstemperatur max höchste Temperatur Kurz- Betriebsart zeichen S1 Dauerbetrieb S2 Kurzzeitbetrieb S3 Periodischer Aussetzbetrieb S4 Periodischer Aussetzbetrieb mit Einfluss des Anlaufvorgangs S5 Periodischer Aussetzbetrieb mit elektrischer Bremsung S6 Ununterbrochener periodischer Betrieb S7 Ununterbrochener periodischer Betrieb mit elektrischer Bremsung S8 Ununterbrochener periodischer Betrieb mit Last- und Drehzahländerungen S9 Betrieb mit nicht periodischen Last- und Drehzahländerungen S10 Betrieb mit einze Inen konstanten Belastungen Tafel Betriebsarten für drehende elektrische Maschinen [1] Kurz- Betriebsart zeichen DB Dauerbetrieb KB Kurzzeitbetrieb AB Aussetzbetrieb DKB Durchlaufbetrieb mit Kurzzeitbelastung DAB Durchlaufbetrieb mit Aussetzbelastung Tafel Betriebsarten für Transformatoren [2] Begriffe Die Maßzahl einer Größe ist der Zahlenwert. Die aus dem Zahlenwert und der Maßeinheit gebildete Angabe, z. B. 230 V oder 16 A, heißt Wert der Größe. Mit Größenordnung bezeichnet man hierzulande einen bestimmten Bereich, in dem der Wert einer Größe liegt, z. B. Strom von einigen zehn Milliampere. Das Verhältnis zweier Größen ist die Proportion. Größen (engl. variable quantitys) werden nach Messgrößen, Stellgrößen und noch manch anderen Größen unterschieden. Größen, deren Wert zufälligen Schwankungen unterliegt, sind stochastische Größen. Charakteristische Größen zur Kennzeichnung von Betriebsmitteln, Systemen u. dgl. heißen Kenngrößen. Ihre Werte - die Kennwerte - sind zur Charakterisierung der Eigenschaften oder Einsatzmöglichkeiten der betreffenden Betriebsmittel besonders wichtig. Darüber hinaus werden unterschieden: · binäre Größen, die genau einen von zwei diskreten Werten - üblicherweise 0 oder 1 - annehmen können; · skalare Größen (Skalare), die allein durch Angabe eines reellen Zahlenwerts mit der zugehörigen Maßeinheit vollständig bestimmt sind; · vektorielle Größen (Vektoren), die zusätzlich zu dem Betrag einer komplexen Größe noch eine bestimmte Richtung (Phasenlage) haben.1) Nach ihrem zeitlichen Verhalten werden unterschieden: · Gleichgrößen, z. B. Gleichspannungen und -ströme mit zeitlich konstanten Augenblickswerten; · Wechselgrößen, z. B. Wechselspannungen und -ströme mit zeitlich veränderten Augenblickswerten; · Mischgrößen, z. B. modulierte (überlagerte) Gleichspannungen; · periodische Größen, z. B. sinusförmige Spannungen und Ströme mit regelmäßig wiederkehrendem Zeitverlauf; · Impulsgrößen, z. B. Spannungs- und Stromimpulse, deren Werte innerhalb einer kurzen Zeitdauer erheblich von Null abweichen. Ein Impuls, dessen Augenblickswerte während der genannten Dauer keinen Vorzeichenwechsel (Richtungswechsel) erfahren, wird Stoßgröße (einseitige Impulsgröße) genannt, z. B. Stoßspannungen und -ströme; · Sprunggrößen, z. B. ein- oder umgeschaltete Gleichspannungen, deren Augenblickswerte vor einem bestimmten Zeitpunkt einen konstanten Wert und danach einen anderen konstanten Wert annehmen. Vorsätze Der Wert einer physikalischen Größe ist mitunter wenig anschaulich (verständlich), insbesondere wenn es sich um sehr kleine oder sehr große Werte handelt. Zur Bildung praktikab Ier Zahlenwerte wurden deshalb Dezimalvorsätze (kurz: Vorsätze) geschaffen. Vorsätze sind die vor eine Maßeinheit gesetzten Vorsilben zur Bezeichnung eines bestimmten dezimalen Vielfachen oder Teils der Einheit, z. B. Mega (M), Kilo (k), Milli (m) oder Mikro (). Bei Verwendung . B. des Vorsatzzeichens M (Mega = 106 lautet der Wert eines elektrischen Widerstands von 1 000 000 mithin 1 M. Zurzeit gibt es 20 Dezimalvorsätze. Die für die Elektrotechnik wichtigen Vorsätze zur Bezeichnung von dezimalen Vielfachen und Teilen von Einheiten enthält Tafel . Einheitenzeichen, z. B. m (Meter), in Verbindung mit einem Vorsatzzeichen, z. B. k (Kilo), gelten als ein einziges Symbol, das ohne Verwendung von Klammern potenziert werden kann, z. B. 1 km2 Rechte-Hand-Regel Regel zur Bestimmung der Richtung des Induktionsstroms in einem ortsfesten Magnetfeld unter Zuhilfenahme der rechten Hand, s. Bild . Die Rechte-Hand-Regel lautet wie folgt: Hält man die rechte Hand so in ein Magnetfeld, dass die vom Nordpol (N) zum Südpol (S) verlaufenden magnetischen Feldlinien auf die Handinnenfläche auftreffen und der abgespreizte Daumen in die Bewegungsrichtung des Leiters zeigt, dann fließt der Induktionsstrom in Richtung der gestreckten Finger. In diesem Fall wird wie bei einem Generator die mechanische Energie zur Bewegung des Leiters in elektrische Energie umgewandelt. Die Rechte-Hand-Regel bezeichnet man daher auch als „Generatorenregel“. Drei-Finger-Regel Regel zur Bestimmung der Kraftrichtung auf einen Strom führenden Leiter in einem ortsfesten Magnetfeld. Dabei sind der Daumen, Zeigefinger und Mittelfinger der rechten Hand so zu spreizen, dass diese Finger untereinander jeweils einen rechten Winkel bilden (Rechtsdreibein), s. Bild . Die Drei-Finger-Regel der rechten Hand lautet wie folgt: · Zeigt der Daumen in die Stromrichtung des elektrischen Leiters in einem Magnetfeld (Ursache der Induktion) und der · Zeigefinger in die Richtung des magnetischen Felds vom Nordpol zum Südpol (Vermittler der Induktion), so gibt der · Mittelfinger im Falle einer positiven Ladung die Kraftrichtung an (Wirkung der Induktion). Bei einer negativen Ladung (Stromrichtungsumkehr) ist die Kraftrichtung entgegengesetzt. Die Richtung der Kraft auf den Leiter ändert sich auch bei einem Richtungswechsel der magnetischen Feldlinien. Bei gleichzeitiger Umkehr von Stromrichtung und der Richtung des Magnetfelds behält die Kraft ihre ursprüngliche Richtung bei. Die Drei-Finger-Regel wird unter Verwendung der im vorgenannten Merksatz unterstrichenen Buchstaben mitunter auch „UVW-Regel“ genannt. R. Müller Literatur [1] DIN EN 60 034-1 (VDE 0530-1):2005-04 Drehende elektrische Maschinen. [2] DIN VDE 0550-1:1969-12 Bestimmungen für Kleintransformatoren; Allgemeine Bestimmungen. Vektoren werden manchma I auch „Zeiger“ genannt - das ist unzutreffend. Zeiger, z. B. Strom- oder Spannungszeiger, dienen vielmehr zur grafischen Darstellung komplexer Zahlen in der Gauß'schen Zahlenebene. Rechte-Hand-Regel Magnetfeld Kraft Strom Drei-Finger-Regel der rechten Hand Stromrichtung Bewegungsrichtung des Leiters magnetische Feldlinien rechte Hand (Handinnenfläche nach oben) Vorsatz Name Faktor T Tera 1012 G Giga 109 M Mega 106 k Kilo 103 h Hekto 102 da Deka 10 d Dezi 10-1 c Zenti 10-2 m Milli 10-3 Mikro 10-6 n Nano 10-9 p Piko 10-12 Tafel Vorsätze zur Bezeichnung von dezimalen Vielfachen und Teilen von Einheiten Fachbegriffe G r u n d w i s s e n L e r n f e l d e r 1 - 5 LERNEN KÖNNEN 2/10
Autor
- R. Müller
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