AC training Sven Age Eriksen Fagskolen Telemark

1. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 1
Øving 2 – AC – Høsten 2017
Linjer: Byggautomasjon, automasjon og elkraft.
Emne 4: Elektriske systemer Antall sider: 21
Faglærer: Sven Åge Eriksen, tlf 957 54 771 Dato utsendt: Mandag 23.10.2017
Vedlegg:
9 sider
Utdrag fra elektroteknisk
formelsamling for AC, formler
fra forelesninger og referanser.
Tid for øving:
Fra uke 43:
Til uke 48:
Mandag 23.10.2017
Søndag 26.11.2017
Hjelpemidler: Alle hjelpemidler er tillatt, men
det er ikke lov å kopiere
besvarelser fra hverandre.
Klasser: 2BAW 16 -19
2AUW 16 -19
2EKW 16-19
Informasjon:
Vi har vært igjennom mesteparten av pensumet i AC løpet av
samlingene på skolen i Porsgrunn og på WEB. Øvinger
hjemme er nødvendig for å lære, forstå og huske AC-stoffet.
Legg spesielt vekt på å forstå oppgave 6 – fasekompensering.
På denne øvingen får dere bestått eller ikke bestått.
Ikke bestått gis ved mindreenn 25% riktigesvari forhold til hele øvingen.
Dere får løsningsforslag etter at alle har levert inn.
OBS: Vis utregninger!
Lykke til!

2. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 2
Oppgave 1 – Klemmebrett på motorer
Figur 1: Illustrasjon av klemmebrett på en 3-fase AC-motor.
En bestemt 3-fase AC-motor er omkoblingsbar for 230 VAC / 50
Hz og 400 VAC / 50 Hz.
a) Tegn / forklar hvordan laskene skal kobles ved 230 VAC.
b) Tegn / forklar hvordan laskene skal kobles ved 400 VAC.
c) Er koblingentrekant eller stjerne ved 230 VAC? Hvorfor?
d) Er koblingentrekant eller stjerne ved 400 VAC? Hvorfor?
e) Gir motoren ut mer effekt når den er koblet for 400 VAC og tilkoblet 400 VAC
enn når den er koblet for 230 VAC og tilkoblet 230 VAC? Begrunn svaret.
Figur 2: Klemmebrett på en 3-fase AC-motor

3. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 3
.
Oppgave 2 – Merkeskilt på motorer
a) En motor tilføres elektrisk effektfor å kunne avgi mekanisk effekt.
Hvilken effekt er alltid oppgitt på merkeskiltet til motorer?
Figur 3: Illustrasjon og bilde av en 3-fase AC-motor.
b) Forklarhva dataene på motormerkeskilteti figur 4 betyr:
Figur 4: Merkeskiltettil en 3-fase AC-motor.
c) Finn tilsynelatende effekt S, reaktiv effekt Q, aktiv effekt P1, avgitt effekt
P2 og virkningsgraden η. Tegn også effekttrekanten for denne motoren.

4. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 4
d) Figur 5 viser størrelsenpå effektfaktoren fra tomgang til merkebelastning.
Ved hvor mange % belastning er motorenbest til ågjøre om tilsynelatende
effekt S om til aktiv effekt P? Hvorfor stiger kurven?
Figur 5:
Størrelsen på effektfaktoren fra tomgang til merkebelastning for en bestemt motor.
Figur 6: Hvordan effektfaktoren til en motor blir påvirket av belastningen.
https://prod.trainor.no/cms/Forum/Automasjon/Cos-fee

5. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 5
.
.
Oppgave 3 – Elektriske motstander:
a) Hvilke 4 grunnleggende begreper for elektrisk motstand kjenner du til?
Figur 7: Mulige tips til oppgave 3.

6. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 6
Oppgave 4 – Parallell RLC-krets:
Vi har en parallell vekselstrøms krets som vist nedenfor bestående av en
kondensator med C = 220 μF, en resistans på 23 Ω og en spole uten indre
resistans med induktans L = 28 mH. Kretsen er tilkoblet en sinusspenning på 230
Vrms / 50 Hz.
Figur 8: RLC parallellkrets.
a) Regn ut kretsens impedans.
b) Regn ut hvor stor strøm kretsen trekker ved frekvensen 50 Hz.
c) Regn ut hvor stor strøm går det i hver av greinene til R, L og C.
d) Tegn vektordiagrammet for greinstrømmene og hovedstrømmen.
e) Regn ut effektfaktoren cos ϕ og faseforskyvningsvinkelen ϕ til kretsen
ved frekvensen 50 Hz.
230 VAC
50 Hz

7. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 7
f) Simuler kretsen i Multisim og sjekk utregningene dine: Sett inn
amperemeter i hovedkretsen og i hver av grenkretsene. Lever inn
Multisimkretsen i filformat .ms11.
Figur 9: RLC parallellkrets simulert i Multisim.

8. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 8
Oppgave 5 - Serie RLC-krets
En seriell vekselstrømkrets består av en resistans på 230 Ω, en spole og en
kondensator. Verdiene til L og C er slikat kretsen er i serieresonans ved 50 Hz.
Kretsen blir påtrykket en spenning på 230 V / 50 Hz.
Figur 10: RLC seriekrets.
a) Hvor stor er impedansen i kretsen?
b) Regn ut strømmen i kretsen.
c) Hvor stor er faseforskyvningen i kretsen?
d) Hva er kretsens effektfaktor?
e) Hvorfor børserieresonans unngås i slike effektkretser?
230 VAC
50 Hz

9. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 9
Oppgave6 – Fasekompensering av induktiv last
En 1-fase induktiv last slik som figur 11 viser, har aktiv effekt P på 5 kW og cos
ϕ lik 0,7. Spenningen er på 230 Vrms / 50 Hz.
Figur 11: RL seriekrets – induktiv last.
a) Regn ut tilsynelatende effekt S.
b) Regn ut hvor mye strøm som trekkes i tilførselskabelen.
c) Regn ut den reaktive effekt QL.
d) Tegn effekttrekanten for kretsen.
e) Hva er faseforskyvningsvinkelen ϕ?

10. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 10
Vi ønsker nå å fasekompensere med parallellkompensasjon for å
oppnå forbedret ny cos ϕ lik 0,90:
Figur 12: RL seriekrets somhar parallellkompensasjon.
f) Regn ut ny tilsynelatende effekt S som kretsen belaster nettet etter
fasekompenseringen.
g) Regn ut ny reaktiv effekt Q etter fasekompenseringen.
h) Regn ut hvor mye strøm som nå trekkes i tilførselskabelen etter
fasekompenseringen.
i) Hva er ny faseforskyvningsvinkel ϕ etter fasekompenseringen?
j) Reg ut den kapasitive reaktansen QC i den nye fasekompenserte kretsen,
se figur 13 for tips.

11. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 11
Figur 13: Vektordiagramog effekttrekantfor fasekompensering.
k) Regn ut kapasitansen til kondensatoren for å oppnåcos ϕ lik 0,90.
Figur 14: Seriekrets medresistans og reaktans induktiv som er fase
kompensert og formel for kapasitansentil kondensatoren.

12. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 12
Oppgave7 – Beskyttelsemot elektrisk sjokk
Beskriv de 4 metodene / løsningene som beskytter mot elektrisk sjokk somer
forklart i NEK 400-4-41
Figur 15: Norsk elektroteknisknorm: NEK 400:2014.

13. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 13
Dette er første linje på siden:
VEDLEGG: Utdrag fra elektroteknisk formelsamling:
Enfaset og trefaset vekselstrøm

14. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 14

15. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 15

16. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 16

17. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 17

18. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 18

19. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 19
Effekt, effekttrekant og effektfaktor cos ϕ:
S = Tilsynelatendeeffekt, enhet VA
P = Aktiv effekt, enhet W
Q = Reaktiv effekt, enhet var eller VAr
S= √P
2
+ Q
2
P= √S
2
- Q
2
Q= √S
2
- P
2
S
2
= P
2
+ Q
2

20. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 20
Impedanstrekant:
Z = Impedans
R = Resistans
X = Reaktans
XL = Reaktans induktiv
XC = Reaktans kapasitiv
X = XL - XC
Z
2
= R
2
+ X
2
Z= √R
2
+ X
2
R= √Z
2
- X
2
X= √Z
2
- R
2

21. Øving 2 – AC – Emne 4 - Elektriske Systemer – Høsten 2017 – BAW – AUW – EKW
Side 21
Referanser:
Fagstoff fra TRAINOR:
https://prod.trainor.no/cms/Forum/Automasjon/Cos-fee
Illustrasjoner fra NELFO:
http://efbr.nelfo.no/UploadFiles/Books/310/158/634601521405935000__kapv
gelenergi.pdf
Elektroteknikklærebok:
https://www.nb.no/items/66582a36d1f975c16fe58fa1c5d903bb;page=0;searchText=elekt
roteknikk
NEK 400-4-41:
https://www.dropbox.com/s/d8hamu90q65b0x7/NEK%20400-4-41%20-
%20Beskyttelse%20mot%20elektrisk%20sjokk.pdf?dl=0
Fagstoffom fasekompensering somer lagetav Sven Åge Eriksen:
https://www.dropbox.com/s/h4c39xkzj5rpmt0/2017.10.14%20-
%20Fasekompensering%20fagstoff%20SAE%20v11.docx?dl=0