Was ist Drehstrom?
Drehstrom besteht aus drei Wechselspannungen gleicher Frequenz (50 Hz), die um jeweils 120° gegeneinander phasenverschoben sind. Diese drei Phasen werden als L1, L2 und L3 bezeichnet (früher: R, S, T).
Die zwei Spannungsebenen
Strangspannung (U_S = 230 V)
Die Spannung zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter. Dies ist die normale Haushaltsspannung, die an jeder Steckdose anliegt.
Verkettete Spannung (U_L = 400 V)
Die Spannung zwischen zwei Außenleitern. Diese höhere Spannung wird für leistungsstarke Verbraucher wie E-Herde, Durchlauferhitzer und Motoren verwendet.
Beziehung: U_L = √3 × U_S = 1,732 × 230 V ≈ 400 V
Schaltungsarten
Sternschaltung (Y)
Die Stränge des Verbrauchers sind zwischen Außenleiter und Sternpunkt geschaltet.
- U_Strang = U_L / √3 = 230 V
- I_L = I_S (Außenstrom = Strangstrom)
- Benötigt N-Leiter bei unsymmetrischer Last
Dreieckschaltung (Δ)
Die Stränge des Verbrauchers sind direkt zwischen je zwei Außenleitern geschaltet.
- U_Strang = U_L = 400 V
- I_L = √3 × I_S (Außenstrom = √3 × Strangstrom)
- Kein N-Leiter erforderlich
Das Zeigerdiagramm
Die drei Phasenspannungen lassen sich als rotierende Zeiger darstellen, die mit 50 Umdrehungen pro Sekunde (50 Hz) rotieren:
L1 (0°)
↑
/|
/ |
/ |
←---+---→ L2 (120°)
|
|
↓
L3 (240°)
Vorteile des Drehstroms
- Höhere Übertragungseffizienz: Mit drei Leitern kann mehr Leistung übertragen werden als mit zwei
- Konstante Momentanleistung: Die Summe der drei Phasenleistungen ist konstant (keine Pulsation)
- Selbstanlaufende Motoren: Drehstrommotoren erzeugen ein rotierendes Magnetfeld
- Wirtschaftlicher: Weniger Kupfer für gleiche Leistung als bei Einphasensystem
