Wirkungsgradberechnung und Energiekosten eines Drehstrommotors

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e-worker
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Wirkungsgradberechnung und Energiekosten eines Drehstrommotors

Beitrag von e-worker »

Du hast den Auftrag erhalten, die Energieeffizienz eines älteren Drehstrom-Asynchronmotors in einer mechanischen Werkstatt zu bewerten. Dieser Motor treibt eine große Absauganlage an und läuft täglich viele Stunden. Der Kunde möchte wissen, ob ein Austausch gegen ein effizienteres Modell wirtschaftlich sinnvoll wäre.

Vor Ort hast Du folgende Messwerte aufgenommen:
- Bemessungsspannung des Motors: \( U_{N} = 400\,\text{V} \) (Drehstrom)
- Gemessener Strom pro Phase: \( I = 15\,\text{A} \)
- Gemessener Leistungsfaktor: \( \cos(\varphi) = 0,82 \)
- Die mechanische Leistung an der Motorwelle, die für den Betrieb der Absauganlage erforderlich ist, wurde von einem Spezialisten mit \( P_{mech} = 7,3\,\text{kW} \) bestimmt.
- Der Motor läuft durchschnittlich 10 Stunden pro Tag an 220 Arbeitstagen im Jahr.
- Der aktuelle Strompreis beträgt 0,35 Euro pro Kilowattstunde.

Deine Aufgabe ist es, den Wirkungsgrad des Motors unter den gegebenen Betriebsbedingungen zu berechnen und die jährlichen Energiekosten für diesen Motor zu ermitteln.

1. Berechne die aufgenommene elektrische Wirkleistung \( P_{el} \) des Motors.
2. Berechne den Wirkungsgrad \( \eta \) des Motors in Prozent.
3. Berechne die jährlichen Betriebsstunden des Motors.
4. Berechne den jährlichen Energieverbrauch des Motors in Kilowattstunden (kWh).
5. Berechne die jährlichen Energiekosten für den Betrieb dieses Motors.

Viel Spaß und Erfolg beim Lösen der Aufgabe.
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