Vergleichsrechnung erstellen

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Thorscht

Guest
Hallo Zusammen,

ich soll eine kleine Projektarbeit zur Energieoptimierung bei uns im Betrieb erstellen.
An der Lüftungsanlage und dem Gerät in dieser Anlage (Ventilator) selbst soll nichts verändert werden, nur der Motor soll ausgetauscht werden. Wohl wissentlich, dass es da heute bessere Anlagen gibt.

Und zwar haben wir in dieser Lüftungsanlage einen Motor aus dem Jahr 1980, bei dem unser Elektriker folgendes gemessen hat:
L1 = 50 A; L2 = 50,2 A; L3 = 50,2 A; dazu gab er mir noch einen Wert cos phi 0,86 und dass der Motor mit 30 kW gestempelt wurde. Kann ich mit diesen Werten ermitteln, welche Leistung in kW tatsächlich aus dem Netz gezogen wird? Auf dem Typenschild der Anlage ist nichts weiter angegeben.
Anscheinend funktioniert das mit der P=U*I*cos phi -Formel.
Dann wäre 400*50*0,86 = 17.2 kW; der neue Motor hätte 400V; 56A; Cos phi 0,86 = 18,816 kW.

Wenn dem so ist, versteh das aber so, dass der neue Motor dann schlechter sein müsste als der alte, da er doch mehr Leistung benötigt, was eigentlich nicht sein kann, oder?

Wäre super, wenn mir hier jemand helfen könnte, denn ich bin total verwirrt.

Gruß Thomas :cry:
 
:?:

Welche Qualifikation hast du im Bereich ELEKTROTECHNIK ?

Die von dir genannte Formel ist nicht für "Drehstrom"-Berechnungen geeignet.

Zwischen der aufgenommenen Leistung und der abgegebenen Leistung besteht eine Differenz,
die mit dem Wirkungsgrad η definiert wird.
Diese Angabe sollte auch auf dem Typenschild des Motors zu finden sein!

Die auf dem Typenschild mit der Einheit kW angegebene Leistung ist die abgegebene Leistung.

Patois

P.S.: Eventuell war der alte Motor noch für eine Betriebsspannung von 380 Volt ausgelegt, was in der Rechnung berücksichtigt werden müsste, da der Elektriker dann nicht den Nennstrom gemessen hat, sondern den Strom, der sich beim Betrieb mit der "Überspannung" 400 Volt ergibt.

PS:pS: VORSICHT beim Kauf von Motoren für Lüfterantrieb!
. . . . . . Manche Hersteller bieten spezielle Motoren für Lüfterantrieb an, deren Kennlinien auf diese Betriebsart optimiert sind!
 
Hallo Patois,

vielen Dank für die Rückantwort. Ich habe gar keine Qualifikation im Bereich Elektrotechnik sondern studiere internationales Projektmanagement. Sorry wenn meine Frage bescheuert war. Hab mich nur auf die Aussagen der Kollegen verlassen, na toll...
War gerade nochmal an der Anlage. Der alte Motor ist tatsächlich mit 380 V gestempelt, eine Angabe zum Wirkungsgrad habe ich nicht entdeckt, nur die erwähnte Angabe zum cos phi.
Kann die abgegebene Leistung irgendwie anhand meiner bereits getätigten Angaben ermittelt werden? Denn das behauptet ja ein Kollege von mir, oder will der nur dass ich eine Beschäftigung habe und ihn in Ruhe lasse? :?
Gruß
Thomas
 
Zur besseren Übersicht:

1) Daten alter Motor:
.... Abgegebene Wirkleistung an der Welle = 30kW
.... Aufgenommene Scheinleistung = √3 * 400 * 50 = 34,641 kVA
.... Aufgenommene Wirkleistung = √3 * 400 * 50 * 0,86 = 29,791 kW

2) Daten neuer Motor:
.... Aufgenommene Scheinleistung = √3 * 400 * 56 = 38,797 kVA
.... Aufgenommene Wirkleistung = √3 * 400 * 56 * 0,86 = 33,366 kW

Der Vergleich zwischen den beiden Motoren hinkt,
da beim alten Motor gemessene Ströme in der Rechnung verwendet wurden,
während beim neuen Motor die Stromwerte wohl vom Typenschild abgelesen wurden.

Wirklich vergleichen könnte man die Leistungen nur, wenn auch der neue Motor
unter Last gemessen würde.

Es ist ja nicht gesagt, dass an der Welle tatsächlich 30kW beim alten Motor abgenommen wurden
als die Messung stattfand.

Ehrlich gesagt hatte ich beim Lesen deiner Anfrage den Eindruck,
dass da jemand einen Praktikanten beschäftigen will/soll/muss,
aber für "internationales Projektmanagement" ist die Aufgabe angemessen.

Meine Frage nach der Qualifikation sollte mir helfen einzuschätzen wie ich zu antworten hätte.
Sorry, wenn du das in den falschen Hals bekommen hast.

Greetz
Patois
 
patois schrieb:
Ehrlich gesagt hatte ich beim Lesen deiner Anfrage den Eindruck,
dass da jemand einen Praktikanten beschäftigen will/soll/muss,
aber für "internationales Projektmanagement" ist die Aufgabe angemessen.

Meine Frage nach der Qualifikation sollte mir helfen einzuschätzen wie ich zu antworten hätte.
Sorry, wenn du das in den falschen Hals bekommen hast.

Greetz
Patois
Die Frage steht unter der Rubrik Hausaufgaben, was erwartest du da für eine Qualifikation?
 
Hallo patois,

vielen Dank für die Info.
Keine Panik, ich habe nix in den falschen Hals bekommen, hab einfach nur keine Ahnung was die Elektrotechnik angeht...
Ja, mit uns BAler und Azubis macht man sich gerne Scherze, aber man weiß sich zu wehren :lol: .
Die Stromwerte des neuen Motors stammen von einem Siemens-Datenblatt.
Heißt das, dass eine Betrachtung im Vorfeld gar nicht möglich ist?
Ich weiß nicht ganz, ob mein momentaner Abteilungsleiter das so toll findet, wenn das Fazit meiner Arbeit lauten würde: investiert mal in einen Motor, dann schauen wir, ob sich die Investition gelohnt hat, oder ist das tatsächlich so?

Gibt es da anstatt der Messung im Betrieb noch eine andere Möglichkeit, die Motorleistungsaufnahme zu vergleichen? Ich meine, ob man ein aussagekräftiges Ergebnis rein rechnerisch ermitteln kann?

Gruß
Thomas
 
Typenschild komplett ablesen

.
Aus den Messwerten, die am alten Motor ermittelt wurden, errechnet sich dessen
aufgenommene Wirkleistung = √3 * 400 * 50 * 0,86 = 29,791 kW.

Andererseits ist das Typenschild mit 30kW gestempelt.

Da die abgegebene Wirkleistung immer um die "Motorverluste" kleiner ist als die aufgenommene Wirkleistung, muss man davon ausgehen, dass die Motorwelle nicht mit 30kW belastet wird.

Da man den Wirkungsgrad η nicht kennt, muss man diesen über einen Umweg ausrechnen.

Auf dem Typenschild des alten Motors müssen die Nennwerte für Strom und Spannung (vermutlich 380 Volt) eingestempelt sein.

Aus diesen Werten kann man die theoretische, aufgenommene Nennscheinleistung berechnen,
aus welcher wiederum die theoretische, aufgenommene Nennwirkleistung berechnet werden kann.

Den Wirkungsgrad erhält man, indem man die bekannte theoretische Wellenleistung durch die aufgenommene Nennwirkleistung dividiert.

Hat man nun endlich den Wirkungsgrad η berechnet, kann man mit dessen Hilfe aus der gemessenen Wirkleistung auf die betriebsmäßig an der Motorwelle abgegebene Wirkleistung zurückrechnen.

Diese Wirkleistung ist die "Last", die der Lüfter für den Motor darstellt.

Nun wäre es vorteilhaft, wenn man im SIEMENS-Datenblatt auch die Angabe des Wirkungsgrades ablesen könnte,
denn dann wäre es einfach von der "Last" (Lüfter) auf die aufgnommene Wirkleistung des neuen Motors hochzurechnen.

Damit wäre eine Vergleichsmöglichkeit geschaffen, indem man die aufgenommene Wirkleistung des alten Motors der aufgenommenen Wirkleistung des neuen Motors gegenüberstellt.

FAZIT: auf dem Typenschild des alten Motors müssen die Nennwerte von Strom und Spannung abgelesen werden, damit man den Wirkungsgrad berechnen kann.

Patois

ANMERKUNG: um Ärger mit dem Copyright zu vermeiden, habe ich dir eine Tabelle für Motoren mit der "alten" Spannung 380 Volt in dein Postfach gelegt, wo du sie unter PN abholen kannst.
 
Wirkungsgrad rechnerisch bestimmen ...

patois schrieb:
..................

Nun wäre es vorteilhaft, wenn man im SIEMENS-Datenblatt auch die Angabe des Wirkungsgrades ablesen könnte, denn dann wäre es einfach von der "Last" (Lüfter) auf die aufgnommene Wirkleistung des neuen Motors hochzurechnen.

.......................

Patois
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Für die mitlesenden Laien soll dargelegt werden, wie man den Wirkungsgrad η errechnen kann,
wenn dieser in den Datenblättern oder auf dem Typenschild (Leistungsschild) nicht angegeben ist.

Folgende Daten seien gegeben:
Nennleistung: 30 kW
Spannung: 400 Volt
Frequenz: 50 Hz
Strom:___56 Ampère
cos φ:____0,86

Scheinleistung S = √3 * U * I = 38,797 kVA

Wirkleistung Pauf = √3 * U * I * cos φ = 33,366 kW

Es scheint opportun darauf hinzuweisen,
dass die Scheinleistung mit der Einheit kVA versehen wird,
während man für die Wirkleistung die Einheit kW verwendet.

Der Wirkungsgrad η bei Nennleistung des Motors wird berechnet aus dem
Verhältnis von abgegebener Wirkleistung zu aufgenommener Wirkleistung:

Wirkungsgrad η = Pab/Pauf = 30,0 / 33,366 = 0,899

Dies ist der errechnete Wirkungsgrad für den mit Nennleistung betriebenen Motor.

Da man im Allgemeinen den Wirkungsgrad mit nur zwei Stellen hinter dem Komma angibt,
würde man im vorliegenden Fall schreiben: η = 0,9

Anzumerken ist ferner, dass genau genommen dieser Wirkungsgrad nur für
den Betrieb des Motors mit Nennleistung und Nenndrehzahl exakt zutrifft.
Betreibt man den Motor unterhalb seiner Nennleistung und Nenndrehzahl,
so verschlechtert sich der Wirkungsgrad merklich.

Daher sollte man bei der Auslegung eines Motors diesen nicht ohne triftigen Grund überdimensionieren.

Patois
 
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