Asymmetrische belasting in ster, stroom in nulgeleider berekenen.

Heb nog wat zitten opzoeken in een handboek, op pagina 241 geven ze een voorbeeld van een onevenwichtige belasting. Daar spreken ze net over wat ik al dacht "vectoriele som van de stromen", nergens wordt er over min tekens geschreven of ik kijk erover.

http://slptech.be/Cursussen/ACtheorie/L8%20DriefasenetWM.pdf

Goedemorgen,
Het beste kun je de drie momentele fase stromen opsplitsen in een reëel en een imaginair deel.
De som van de reële delen en som van de de imaginaire delen geven de stroom van de nul.
Douwe

Op zaterdag 14 september 2024 08:51:53 schreef New Beetle:
Dat is toch algemeen zo? Wat is de vectoriele stroom in de N hier?

[bijlage]

Feitelijk is het dus een keuze van de ontwerper. Als je het pijltje van I_n andersom tekent dan vervalt het minteken.

En als je I_n gaat meten dan krijg je altijd een positief getal want dan zie je de fase niet.

Stel, er lopen vier stromen (I1,2,3; I_N) van bron naar verbruiker.
Dan MOET de som van de vier stromen naar de verbruiker gelijk zijn aan nul.
Stroom is verplaatsing van lading per tijd; als de som van de stromen niet nul zou zijn, zou er zich in de verbruiker steeds meer en meer positieve of negatieve lading opstapelen.

(Elektriciens tekenen weleens de stroom I_N 'achteruit', dus naar de bron toe. Dan klopt de berekening natuurlijk niet meer.
Ze moeten de formule dan ook veranderen, en schrijven dan: I_N = I1 + I2 + I3.
Dat moeten ze natuurlijk zelf weten, maar het wordt dan allemaal wel lastiger voor eenvoudige wiskundigen en andere wetenschappers.)

Alles dezelfde kant op, en dan Σ I=0 (de stroomsom is nul), is voor ons simpele zielen het beste te begrijpen en te onthouden.

Op zaterdag 14 september 2024 08:51:53 schreef New Beetle:
Dat is toch algemeen zo? Wat is de vectoriele stroom in de N hier?

[bijlage]

Plaatje klopt niet
Deze wel

Op zaterdag 14 september 2024 16:17:30 schreef vergeten:
Plaatje klopt niet
Deze wel
[bijlage]

Klopt net wel voor de TS. Zie post FET. Als je de richting van de pijl in de richting van jouw plaatje tekent dan is het In - I1 - I2 = 0 of In = I1 + I2.

Eerste wet van Kirchhof

Op zaterdag 14 september 2024 11:22:56 schreef Robbe de Smet:
Daar spreken ze net over wat ik al dacht "vectoriele som van de stromen", nergens wordt er over min tekens geschreven of ik kijk erover

Daar staat nochtans “We beschouwen de zin van de stroom door de nul In van de belasting naar de bron” dus net omgekeerd als de fasestromen.

[Bericht gewijzigd door New Beetle op zaterdag 14 september 2024 17:33:48 (33%)

dit is volgens mij nog altijd geen reden om een min teken in de formule te zetten, hiermee suggereer je dat de stroom in de neuter in tegenfase is (180° verschoven) en dat is het niet altijd. De vectoriele som is verschoven, maar daarvoor geen 180°

Op zaterdag 14 september 2024 18:32:47 schreef Robbe de Smet: De vectoriele som is verschoven, maar daarvoor geen 180°

Uiteraard is In 180°verschoven anders zou zich stroom “ophopen” zoals FET al schreef.

- Hier heeft In ook dezelfde zin als de fasestromen
- In mijn stokoud op’t Roodt schoolboek ook

Dat min-teken lijkt mij dan toch geen rariteit te zijn. Maakt dat overigens uit? Zolang je maar begrijpt wat dat min-teken betekent

EDIT: Hier draait men dit blijkbaar dan weer om. Toeval of niet, NL sites

1
2

[Bericht gewijzigd door New Beetle op zaterdag 14 september 2024 19:36:01 (20%)

Ik heb altijd geleerd dat je de richting van de stroom vrij kan kiezen. Als er dan na de berekeningen er een min teken verschijnt dan heb je simpelweg de stroom richting verkeerd gekozen maar het heeft verder geen invloed op de berekeningen.

Als ik naar de vectoriele som van TS in de startpost kijk dan is
In = -I1 - I2 - I3 (als vectoren) of het is
-In = I1 + I2 + I3 (als vectoren)

[Bericht gewijzigd door benleentje op zaterdag 14 september 2024 19:49:31 (23%)

De verwarring zit erin dat je praktisch de stroomspoel altijd omdraait om een positieve waarde te hebben.

Maar terug naar de vraag en deze meteen een beetje complexer maken.

Bij een asymmetrische ohmse belasting is het nog wel te volgen, maar nu ga ik in de ene fase een spoel(L1) plaatsen, in de andere fase een condensator(C1) plaatsen en in de laatste een weerstand(R1).

En ik kies de spoel en de weerstand zo dat Xl1 = Xc1 = R1

De gemeten stromen zullen allemaal gelijk zijn, immers de impedantie is van alle fasen gelijk.

Echter de stroom door de nul leider is ZEKER niet 0..
Als ik namelijk een beetje pech heb ligt de ene stroom op 90 graden, de andere op 120 graden en de laatste op 150 graden. Dus in een hoek van 60 graden bereik wordt alle stroom getrokken. Gaat de nul leider niet leuk vinden...

Daarom is het zaak om cos phi zo mooi rond die 1 te houden.

Juist bij ingewikkelder belastingen is het handig alle stromen gewoon dezelfde kant op te definiëren. Hun som is dan altijd precies nul, wat een eenvoudige check oplevert.
Dat is gemakkelijker dan, in feite willekeurig, zomaar de I_N de andere kant op te definiëren, om vervolgens zeker weten in de fout te gaan met fase/tegenfase/180 graden/minteken/hoe was het ook weer.

Maar nogmaals, wie dat wil mag natuurlijk elke stroom elke richtingdefinitie geven die ze leuk vinden - na de berekening dan alleen wel goed opletten wat voor elke stroom ook alweer de nul graden was.

Ik snap je, tot de laatste zin FET
Voor elke stroom de nul graden?

Ik ben even uitgegaan van een 3 fasen net, waarbij de spanningen elk 120 graden verschoven zijn. Bij ohmse lasten de stroom dus ook

Dus ze zijn ooit wel 0 graden, maar normaliter niet op hetzelfde moment..

Dus ik snap niet goed wat je met het laatste wilt zeggen.

Je moet ergens een referentie hebben natuurlijk. Ik zou voor L1 juist de spanning op 0 graden willen zetten. L2 komt dan op 120 en L3 op 240 graden. De fases van de stromen kunnen afhankelijk van een inductieve of capacitieve belastingen voor of achter gaan lopen.

Als je een DC-stroom de ene kant op definieert, en hij loopt ook echt die kant op, dan heet dat bij DC 'plus'. En anders is hij 'min'.
Draai je het pijltje om ('de stroom loopt daar toch terug!'), dan wordt het natuurlijk weer 'plus'. IK vind dat niet handig, maar het kan.

Bij wisselstroom kan de stroom allerlei fasen hebben. We kiezen één bepaalde stroom (of spanning) als referentiefase; die noemen we dan fase nul graden.
Zou je nu bij een enkelfasige AC-voeding van bijv. een 230V-lamp, je stroomtang eerst om de zwarte, en dan om de blauwe draad doen, dan zou je - als de stroomtang fase kon aanduiden! - zien dat de stroom door de blauwe 'retour'-draad 180 graden fase heeft.

Je kunt natuurlijk de retourstroom andersom definiëren, maar dan moet je de stroomtang (of stroomtrafo) dus andersom aanleggen. Dan meet je weer nul graden, maar je definitie is nu andersom.

Bij meer fasen wordt het nóg verwarrender. Het probleem in begrip ontstaat meestal doordat wél van één referentiefase wordt uitgegaan (correct), maar dat men dan tóch de pijltjes van sommige stromen andersom gaat tekenen (niet correct; althans, niet passend bij de referentie). En dan klopt het niet meer met elkaar.

Voor mij is het het gemakkelijkst, gewoon álles als 'naar de verbruiker' te definiëren. De som van alle stromen (fase+nul bij enkelfase, of L1, L2, L3, N bij driefasen) wordt dan altijd precies nul.
In vectoren wordt het dan dus gewoon: wélke pijl moet ik hieraan toevoegen zodat ik weer in het nulpunt uitkom? Liniaal en gradenboog geven het antwoord.

--

Op zaterdag 14 september 2024 22:45:50 schreef douwebakker:
L2 komt dan op 120 en L3 op 240 graden.

Nee. L2 loopt 120 graden áchter op L1, niet voor. En L3 loopt 240 graden áchter.
Zou je hier werkelijk mee moeten rekenen, dan moet je dus ook echt voor L2 −120 graden aanhouden, en voor L3 −240.

Klopt wel wat je schrijft, maar voor het berekenen maak het niet uit hoor.
Of je nu i1 +i2+i3 neemt of je neemt i1+i3+i2.

[Bericht gewijzigd door douwebakker op zaterdag 14 september 2024 23:40:43 (24%)

Op zaterdag 14 september 2024 17:26:14 schreef New Beetle:
[...]Klopt net wel voor de TS. Zie post FET. Als je de richting van de pijl in de richting van jouw plaatje tekent dan is het In - I1 - I2 = 0 of In = I1 + I2.

Het zijn geen "vector" pijlen.
In mijn plaatje lopen de stromen door de getekende draden, als je die volgt.
Zet het maar eens op in een simulatie!
Dan is I_n echt geen 0 Amp.

Hier een filmpje over dit onderwerp: https://www.youtube.com/watch?v=wHi1vsRxRXA

In driehoek zie je uiteraard iets gelijkaardigs. De vectoriele lijnstroom is het verschil van de fasestromen en niet de som. Je kan daar zelfs niet van dat min-teken af door de referentierichting in één of meerdere fasen om te draaien.

Op zondag 15 september 2024 09:50:50 schreef New Beetle:
In driehoek zie je uiteraard iets gelijkaardigs. De vectoriele lijnstroom is het verschil van de fasestromen en niet de som. Je kan daar zelfs niet van dat min-teken af door de referentierichting in één of meerdere fasen om te draaien.

[bijlage]

Op deze manier dwalen we van het onderwerp af.

Zoals de meesten hier, weten we dat de stroom in de nul nooit meer als de hoogste stroom in een fase kan zijn.
Bij gelijke belasting is bv L1 max 10 Amp, dan zijn L2 EN L3 allebei 0,5 x 10 is 5Amp maar tegengesteld aan L.
Wil je nu de stroom in de nul weten, reken je L1 -(L2+L3)
10- 5+5=0
Heb je bv L1=!0 Amp L2=4Amp en L3=8Amp wordt dan 10 - (2+4)= IN 4 Amp.
Zijn er 2Fasen belast =I nul de hoogste- de laagste.

Op zondag 15 september 2024 19:56:16 schreef Hunebedbouwer:
Bij gelijke belasting is bv L1 max 10 Amp, dan zijn L2 EN L3 allebei 0,5 x 10 is 5Amp maar tegengesteld aan L.
Wil je nu de stroom in de nul weten, reken je L1 -(L2+L3)
10- 5+5=0
Heb je bv L1=!0 Amp L2=4Amp en L3=8Amp wordt dan 10 - (2+4)= IN 4 Amp.
Zijn er 2Fasen belast =I nul de hoogste- de laagste.

Als dat zo was dan had men natuurlijk nooit complex rekenen en/of vectoren nodig gehad.

Op zondag 15 september 2024 20:29:17 schreef New Beetle:
[...]Als dat zo was dan had men natuurlijk nooit complex rekenen en/of vectoren nodig gehad.

Wat @Hunnebedbouwer schrijft klopt wel hoor. Immers de sinus van 210 graden is -0,5 en de sinus van 330 graden is ook -0,5.

En toch heb ik mijn bedenkingen bij de gegeven antwoorden.

In een drie fasige belasting, die in ster geschakeld is en waarbij er derde harmonische optreden, kan je volgens mij stromen door de nulleider laten lopen die groter zijn dan de stromen dan de afzonderlijke fase stromen.

https://demonstrations.wolfram.com/ACThreePhaseNeutralCurrent/

bron : https://www.testandmeasurementtips.com/whats-all-this-triplen-harmonic…

Op zondag 15 september 2024 21:30:17 schreef douwebakker:
[...]
Wat @Hunnebedbouwer schrijft klopt wel hoor. Immers de sinus van 210 graden is -0,5 en de sinus van 330 graden is ook -0,5.

Dat geldt alleen bij ohmse belasting. Als je de ene Ohms belast en de andere capacitief resp inductief dan kan de stroom door de null veel groter worden.

Dat wordt wel érg off topic. De originele vraag ging erover of we nu

• de I_N naar rechts tekenen en dan in de berekening ervan een minteken voor de som van de drie fasen zetten (dus ΣI=0), of dat we
• de I_N naar links tekenen en dan géén minteken voor de som van de drie fasen zetten.

That's all.
--
Maar als we nu toch gaan dollen: sluit maar eens 0,63 H in serie met 120 ohm aan op een fase, 16 µF in serie met 120 ohm op de volgende fase, en niets op de laatste fase.
Dan leveren de twee belaste fasen elk één ampère, en door de nulleiding loopt twéé ampère (in de andere richting ).
Daar heb ik geen harmonischen voor nodig.