Drehstrom - Dreiphasenwechselstrom
Tesla ist der Erfinder von Wechselstrom und Drehstrom der bald seinen Siegeszug antrat und weltweit Anwendung fand. Ohne diese Erfindung von Tesla, die es erst möglich machte, elektrischen Strom über viele Hunderte von Kilometern zu übertragen, gäbe es die heutige Selbstverständlichkeit der Elektrizität mit ihrer enorm vielseitigen Anwendung nicht.
Der Drehstrom ist ein Wechselstrom mit drei Phasen (stromführende Leitungen). Der Begriff Drehstrom ist aus der Erzeugung abgeleitet. Dabei werden drei Spulen im 120°-Abstand rund um ein sich drehendes Magnetfeld angeordnet. Dadurch entstehen drei um 120° phasenverschobene sinusförmige Wechselspannungen.
Betrachtet man im Diagramm die drei Phasen auf der Zeitachse zu einem bestimmten Zeitpunkt, so stellt man fest, dass die Summe der drei Wechselspannungen an jeder Stelle Null ist (im Diagramm sind die Sinusschwingungen nicht optimal gezeichnet).
Die Spulen L1, L2 und L3 werden als Stränge bezeichnet. Die erzeugte Spannung wird als Strangspannung USt bezeichnet. Die Klemmenbezeichnung der Stränge sind am Anfang mit U1, V1 und W1, sowie am Ende mit U2, V2 und W2 festgelegt.
Da die Spannungen bei gleicher Belastung immer Null ergeben, kann man die Spulen zusammenschalten. Man spricht auch von verketten. Unterschieden wird zwischen der Sternschaltung und der Dreieckschaltung.
Verkettungsschaltungen
Sternschaltung
In der Sternschaltung sind die Strangenden U2, V2 und W2 im Sternpunkt N zusammengeschaltet. Jeweils vom Stranganfang U1, V1 und W1 verlaufen die Außenleiter L1, L2 und L3, sowie vom Sternpunkt N der Neutralleiter N zum Verbraucher.
Dreieckschaltung
In der Dreieckschaltung ist der Stranganfang einer Spule mit dem Strangende einer anderen Spule verbunden. Im Prinzip sind alle Spulen hintereinandergeschaltet. Es entsteht die Dreieckschaltung. Von den Verbindungsstellen verlaufen die Außenleiter L1, L2 und L3 zum Verbraucher.
Vorteile von Drehstrom
- Durch die Verkettung der Spulen wird bei der Verkabelung der 3 Phasen L1, L2 und L3 nur 3 oder 4 Leitungen benötigt. Wechselstrom mit 3 Strängen benötigt mindestens 6 Leitungen.
- Mit der Sternschaltung (Vierleitersystem) stehen 2 verschiedene Spannungswerte zu Verfügung.
- Das Drehfeld ermöglicht einen einfachen Bau von Drehstrommotoren.