Drehstrom ist eine Methode der elektrischen Energieübertragung, bei der drei Drähte verwendet werden, um drei unabhängige elektrische Wechselströme zu liefern. Der Strom in jedem Draht wird um ein Drittel eines vollständigen Zyklus von den anderen abgeglichen, wobei jeder Strom eine Phase darstellt. Dies bedeutet, dass ein Gerät, das mit dieser Art von Stromquelle betrieben wird, einen stabileren Stromfluss erhält als aus einem einphasigen Verteilungssystem. Einige Drehstromsysteme haben tatsächlich vier Drähte; der vierte ist ein Neutralleiter, der es dem System ermöglicht, eine höhere Spannung zu verwenden.
Zweck
Die drei Ströme ergeben zusammen eine symmetrische Last, was bei einphasigem Wechselstrom nicht möglich ist. Bei Wechselstrom (AC) wechselt der Strom die Richtung und fließt im Stromkreis hin und her; Dies bedeutet, dass auch die Spannung wechselt und sich ständig von Maximum zu Minimum ändert. Dreiphasenstrom kombiniert die drei Drähte, um die maximalen und minimalen Schwingungen auszugleichen, so dass ein Gerät, das diese Art von Strom empfängt, keine so großen Spannungsschwankungen erfährt. Dies macht Drehstrom zu einer sehr effizienten Form der elektrischen Energieverteilung. Folglich verbraucht ein dreiphasiger Elektromotor weniger Strom und hält normalerweise länger als ein einphasiger Motor gleicher Spannung und Nennleistung.
Origins
Der dreiphasige Stromfluss beginnt in einem Kraftwerk, in dem ein elektrischer Stromgenerator mechanische Leistung in elektrische Wechselströme umwandelt. Nach zahlreichen Umbauten im Verteil- und Übertragungsnetz wird der Strom in die Standardspannung für Haushalte und Gewerbe umgewandelt, 230 Volt in Europa oder 120 Volt in Nordamerika. Der Ausgang des Transformators wird normalerweise über drei stromführende Drähte, die an eine einzelne geerdete Rückleitung angeschlossen sind, mit dem Stromnetz verbunden. Dies wird als Sternverbindung bezeichnet.
Anwendungen
Diese Art von System versorgt Haushalte normalerweise nicht mit Strom, aber wenn dies der Fall ist, teilt ein Hauptverteiler die Last auf. Die meisten Haushaltslasten verwenden aufgrund der geringeren Verteilungskosten einphasige Stromversorgung. Dreiphasiger Strom wird am häufigsten in industriellen Umgebungen verwendet, oder wo mehr Strom zum Betrieb schwerer Maschinen benötigt wird, obwohl es Ausnahmen gibt.
Laufende Elektromotoren sind die häufigste Verwendung für Drehstrom. Ein Drehstrom-Asynchronmotor vereint einen hohen Wirkungsgrad, einen einfachen Aufbau und ein hohes Anlaufdrehmoment. Industrielüfter, Gebläse, Pumpen, Kompressoren und viele andere Arten von Geräten verwenden üblicherweise diese Art von Elektromotor. Andere Systeme, die Drehstrom verwenden können, umfassen Klimaanlagen, Elektrokessel und große Gleichrichtersysteme, die zum Umwandeln von Wechselstrom in Gleichstrom verwendet werden.
Während die meisten Motoren, die mit Drehstrom betrieben werden, ziemlich groß sind, gibt es Beispiele für sehr kleine Motoren, z. B. solche, die Computerlüfter antreiben, die mit dieser Art von Strom arbeiten. Eine Wechselrichterschaltung im Inneren des Ventilators wandelt Gleichstrom (DC) in einen dreiphasigen Wechselstrom um. Dies dient der Geräuschreduzierung, da das Drehmoment eines Drehstrommotors sehr gleichmäßig ist.
Standards
Die in einem Drehstromsystem verwendeten Drähte, sogenannte Leiter, sind normalerweise farbcodiert, obwohl die Farben je nach Standort stark variieren und die meisten Länder ihre eigenen Codes haben. Nordamerika verwendet beispielsweise traditionell Schwarz, Rot und Blau, um die drei Phasen darzustellen, während Weiß den Neutralleiter darstellt. In Europa hingegen stellen Braun, Schwarz und Grau die Phasen dar und der Neutralleiter ist blau. Auch bei diesen nationalen Standards gibt es in der täglichen Anwendung tendenziell viele Unregelmäßigkeiten. Es ist keine gute Idee, Annahmen zu treffen, die mit Drehstrom arbeiten, ohne das Diagramm für die jeweilige Installation oder das jeweilige System zu konsultieren.