Kann die durchschnittliche Leistung eines 3-Phasen-Wechselstrommotors aus dem mittleren Effektivwert von Strom und Spannung von jeder Wicklung berechnet werden?

Kann die durchschnittliche Leistung eines 3-Phasen-Wechselstrommotors aus dem mittleren Effektivwert von Strom und Spannung von jeder Wicklung berechnet werden?

Nein, das kann es nicht, weil der mittlere Strom, der in einer Phase aufgenommen wird, Null ist. Damit bleibt Ihnen nur die Effektivspannung und dies ist kein Hinweis auf die Leistung.

Wenn Sie die Leistung an einer AC-Maschine definitiv messen möchten, müssen Sie bestimmte Dinge wissen, und diese können sein: -

1. Effektivspannung, Effektivstrom und Leistungsfaktor (für jede Phase)
2. Momentanspannung und Momentanstrom über einen vollen Leistungszyklus (pro Phase)

Ohne Leistungsfaktor sind Effektivstrom und Effektivspannung bedeutungslos. Selbst wenn Sie den Leistungsfaktor kennen, erhalten Sie eine ungenaue Antwort, wenn die Wellenform des Stroms nicht sinusförmig ist (wie dies leicht bei einem Motorkern der Fall sein könnte, der Anzeichen von Sättigung aufweist).

Die genaueste Methode besteht darin, Momentanwerte von Spannungen und Strömen zu multiplizieren und dann das Ergebnis zu mitteln (oder zu integrieren). So funktionieren Wattmeter entweder analog oder digital. Unten sehen Sie ein Bild von zwei Szenarien, in denen die relative Phase des Stroms geändert wird: -

Hoffentlich können Sie sehen, dass sich der Durchschnittswert der Leistung verringert, wenn sich der Phasenwinkel des Stroms von dem der Spannung unterscheidet. In diesem nächsten Bild habe ich eine Sinusspannung mit der 3. Oberschwingung des Stroms (normalerweise in einem Wechselstrommotor vorhanden) multipliziert und die resultierende Leistung ist Null: -

Das bedeutet, dass ein harmonisch verzerrter RMS-Stromwert nicht zuverlässig zur Leistungsmessung verwendet werden kann, da der dritten Harmonischen kein Leistungsinhalt zugeordnet ist. Nebenbei bemerkt, wenn die Spannungswellenform eine 3. Harmonische hätte (und die Last ohmsch wäre), dann würde sich die 3. Harmonische der Spannung richtig mit der dritten Harmonischen des Widerstandsstroms multiplizieren, um eine echte Leistung zu erzeugen.

Unter der Annahme, dass alle drei Phasen identisch sind, dreiphasiger Strom$P=I_{RMS}V_{RMS}\sqrt{3}$. Wenn Sie nur den mittleren Strom haben, müssen Sie den RMS-Strom ermitteln. Unter der Annahme einer Sinuswelle,$I_{mean} = I_{pk}\frac{2}{\pi}$, Und$I_{RMS} = \frac{I_{pk}}{\sqrt{2}}$. Lösen und ersetzen, und$I_{RMS} = \frac{I_{mean}\pi}{2\sqrt{2}}$.

Wie Andy betont, ist der mittlere Strom einer tatsächlichen Sinuswelle natürlich Null, und der Leistungsfaktor ist entscheidend. Das Obige geht davon aus, dass Sie einen gleichgerichteten Sinuswellenstrom in Phase mit der Spannung haben.