Forum: Fahrzeugelektronik Warum Drehstrom?


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von Experte (Gast)


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Hallo zusammen, warum gibt es Drehstrom bzw. warum erzeugt man diesen 
überhaupt?
Habe zwar die Grundlagen der Wechselstromtechnik soweit verstanden, aber 
weshalb nutzt man Drehstrom für z.B. Elektroautos und deren Motoren?

Danke für eure Antworten!

: Verschoben durch Moderator
von Forist (Gast)


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Experte schrieb:
> Danke für eure Antworten!

Weil sich hier alles um Fragen rund um Mikrocontroller und sonstige 
digitale Elektronik dreht.

von Formatierung (Gast)


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Weil Drehtrommotore so gut sind.
Die positiven Eigenschaften wären z.B. rundes Drehmoment, Einfachheit, 
robustheit, guter Wirkgungsgrad.

Details kannst du bittschön selber nachlesen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmotor
https://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom-Asynchronmaschine

Ein weiterer Vorteil:
Bei der Energieübertragung benötigt man statt 2 Bestromten Leitern 
(einphasiger Wechselstrom) 3, überträgt aber die dreifache Leistung:
16A 230V: N=16A, L=16A, Leistung = 3,7kW (2 Leiter werden warm)
16A 3x230V: L1=16A, L2=16A, L3=16A, N=0A, Leistung = 11kW (3 Leiter 
werden warm)

von Frank K. (fchk)


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Experte schrieb:
> Hallo zusammen, warum gibt es Drehstrom bzw. warum erzeugt man diesen
> überhaupt?

Der Trick ist, dass Du mit nur einer zusätzlichen Verbindung die 
dreifache Leistung gegenüber einphasigem Wechselstrom übertragen kannst. 
Sofern alle drei Phasen gleich belastet werden (z.B. Motor oder 
Heizung), fließt durch den Sternpunkt kein Strom, und wenn da kein Strom 
fließt, kannst Du ihn auch weglassen. Wenn die Phasen unterschiedlich 
stark belastet werden (das ist in einem Haushalt die Regel), brauchst Du 
natürlich den Sternpunkt, aber durch diesen kann nicht mehr als durch 
eine Phase fließen.

fchk

von Günni (Gast)


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Bei "normalem" Strom entstehen Übertragungsverluste im Hin- und im 
Rückleiter. Bei Drehstrom ist (bei gleichen Strömen in den Hinleitern) 
der Strom im Rückleiter Null. Damit entstehen da keine Verluste. Und 
auch die Felder im Drehstromtransformator haben in der Summe das Feld 
Null, was einfache (dreischenklige) Trafokerne ermöglicht.

In Motoren wirkt das Feld der drei Wicklungen so zumsammen, als würde 
sich ein Permanentmagnet (konstanter Stärke) mit der Frequenz des 
Wechselstromes drehen. Dadurch bekommt man im Läufer eines 
Asynchronmotors einen "weichen" ruckfreien Lauf.

von Horst (Gast)


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Frank K. schrieb:
> aber durch diesen kann nicht mehr als durch eine Phase fließen.

Das ist eine veraltete Ansicht, aus einer Zeit als es nur ohmsche 
Verbraucher gab.

von Kevin M. (arduinolover)


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Horst schrieb:
> Das ist eine veraltete Ansicht, aus einer Zeit als es nur ohmsche
> Verbraucher gab.

Und alles nur weil heute fast nichts mehr Wechselstrom benutzt ;)

von Sly_marbo (Gast)


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Also ich hab mal gerlern das bei einem 1 Phasensystem die 
(Wirk/RMS-)Leistung über einer Ohmschen Last immer mit 100hz schwankt. 
Addiert man aber die (Wirk/RMS-)Leistung von 3 Phasen die an identischer 
Ohmschen Last laufen ist die Leistung kontinuierlich konstant.
Interessant vor allem wenn viel Elektrische Leistung in Mechanische 
gewandelt werden soll.

von Udo S. (urschmitt)


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Hört doch bitte auf den Troll zu füttern.

von korax (Gast)


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Experte schrieb:
> Drehstrom für z.B. Elektroautos und deren Motoren
Da Motoren sich drehen sollen nimmt man Dreh- und keinen Lichtstrom - 
sonst würden sie leuchten.

Steht doch im Namen: Dreh-strom.
Für die Beleuchtung nimmt man Licht-strom.
Für die Heizung Wärme-strom.
Zum Belüften Luft-strom.
Zum Bewässern Wasserschlauch.

Experte schrieb:
> Habe zwar die Grundlagen der Wechselstromtechnik soweit verstanden,

Dann ist gut.

von Matthias L. (lippy)


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>einen "weichen" ruckfreien Lauf.

Betrachte mal einen Motor, wie das Feld erzeugt wird:
Hast Du:
L1/N (zwei Drähte, 360°/2=180°), so kannst Du Dir negative hochgeklappt 
vorstellen und Du hast zwei grosse Berge, wo Arbeit verrichtet 
(Drehmoment erzeugt) wird, und grosse Täler wo nicht. Etwa so wie der 
normal DC Bürstenmotor (mit einem Pol).
Nimmst Du eine dritte Leitung dazu(360°/3=120°), so hast Du sechs 
solcher Berge und demzufolge nur noch kleine Täler. Die Arbeit 
(Drehmoment) ist sehr gleichmässig verteilt.

Willst Du das noch weiter gleichverteilen und bringst einen vierten 
Draht rein, (360°/4=90°) so wirst Du beim "hochklappen" merken, das zwei 
Drähte eigentlich dasselbe sind wie die anderen zwei Drähte, nur mit 
anderem vorzeichen (bzw. vertauscht augeschlossen). Somit kann man sich 
das sparen.

Macht man das Gedankenexperiment mit fünf Leitungen, ist die 
Verbesserung der Berge/Täler zu klein gegenüber dem mehraufwand an 
Verdrahtung.

von A. S. (achs)


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Formatierung schrieb:
> Ein weiterer Vorteil:
> Bei der Energieübertragung benötigt man statt 2 Bestromten Leitern
> (einphasiger Wechselstrom) 3, überträgt aber die dreifache Leistung:
> 16A 230V: N=16A, L=16A, Leistung = 3,7kW (2 Leiter werden warm)
> 16A 3x230V: L1=16A, L2=16A, L3=16A, N=0A, Leistung = 11kW (3 Leiter
> werden warm)

Das ist aber nur ein Taschenspieler-Trick: Du hast halt 400V und einen 
Sternpunkt. Der Vergleich mit 2 Leitern wäre 1*460V aufgeteilt auf 2 
Windungen (oder was auch immer) je 230V, die dann auch 3,7kW pro Strang 
liefern.

Drehtstrom ist für den Motor gut, mehr Leistung gibt es nur durch mehr 
Volt. Wenn auch bei Drehstrom das "mehr Volt" "weniger" wird.

Gruß Achim (der sich seinerzeit noch über den "Verkettungsfaktor" 
wunderte)

: Bearbeitet durch User
von Vollaffe (Gast)


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Forist schrieb:
> Weil sich hier

wieder der Riesenidiot Forist zu Wort meldet.

von Mani W. (e-doc)


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Experte schrieb:
> Hallo zusammen, warum gibt es Drehstrom bzw. warum erzeugt man diesen
> überhaupt?

Weil es Menschen gab, die einen Drehstrommotor erfunden haben...

> Habe zwar die Grundlagen der Wechselstromtechnik

"soweit verstanden, aber:"

> weshalb nutzt man Drehstrom für z.B. Elektroautos und deren Motoren?
>
> Danke für eure Antworten!

siehe oben...

;-)

von ... (Gast)


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Es gibt den guten™ Drehstrom uebrigens auch mit Sechs Phasen!
Ein damit getriebener Motor ist dann quasi der Sechszylinder des
Elektrotechnikers.
Auch gerne bei Röntgengeneratoren gesehen, weil das die
Netzteile vereinfacht.

Vom zwölfphasigen Drehstrom habe ich aber noch nicht gehört.
Vielleicht zukünftig, zusammen mit der zwölfphasigen Kernfusion.

von fünf!!! (Gast)


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Matthias L. schrieb:
> Macht man das Gedankenexperiment mit fünf Leitungen, ist die
> Verbesserung der Berge/Täler zu klein gegenüber dem mehraufwand an
> Verdrahtung.

Aber bei 5 Phasen ist doch der Verkettungsfaktor viel cooler!:

von majo (Gast)


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4 Phasen 90° wären besser. Sin /Cos 1 lässt sich leichter im Kopf 
rechnen.

von N. A. (bigeasy)


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Frank K. schrieb:
> Der Trick ist, dass Du mit nur einer zusätzlichen Verbindung die
> dreifache Leistung gegenüber einphasigem Wechselstrom übertragen kannst.

Das stimmt so nicht. Du brauchst schon zwei "zusätzliche Verbindungen" 
um von einphasigen Wechselstrom auf Drehstrom zu kommen und die 
dreifache Leistung übertragen zu können. Oder rechnest mit gleichem 
Spannungsniveau (=Spannung zwischen zwei Phasen), dann ist die 
übertragbare Leistung mit einer "zusätzlichen Verbindung" um Faktor 
Wurzel(3) höher.

... schrieb:
> Es gibt den guten™ Drehstrom uebrigens auch mit Sechs Phasen!
> Ein damit getriebener Motor ist dann quasi der Sechszylinder des
> Elektrotechnikers.
> Auch gerne bei Röntgengeneratoren gesehen, weil das die
> Netzteile vereinfacht.

Bei Dieselelektrischen Loks ebenfalls nicht unüblich.

von A. S. (achs)


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majo schrieb:
> 4 Phasen 90° wären besser. Sin /Cos 1 lässt sich leichter im Kopf
> rechnen.

Das stimmt komischerweise liegen die Phasen dann trotzdem weiter 
auseinander, wenn man z.b. betrachtet, wo auf einer Umdrehung ein Motor 
angetrieben wird.

Auch die Spannung von 400V beim "normalen" Strom ist handlicher als 2 
verschiedene ( 460 und 325)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Wieso runde Räder?

von M. K. (sylaina)


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Experte schrieb:
> Habe zwar die Grundlagen der Wechselstromtechnik soweit verstanden, aber
> weshalb nutzt man Drehstrom für z.B. Elektroautos und deren Motoren?

Also der 1. Teil-Satz widerspricht ganz klar dem 2. Teil-Satz. Sorry, 
aber jemand, der behauptet, er habe die Grundlagen verstanden, der weiß 
auch warum wo Dreh- und Wechselstrom eingesetzt wird. Weiß er das nicht 
hat er auch die Grundlagen nicht verstanden.

Ben B. schrieb:
> Wieso runde Räder?

Weil die eckigen aus sind.

von Matthias L. (lippy)


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M. K. schrieb:
> Weil die eckigen aus sind.

von A. S. (achs)


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Matthias L. schrieb:
> M. K. schrieb:
>> Weil die eckigen aus sind.

Eckige Räder waren für mich der Inbegriff ingenieursmäßiger Entwicklung. 
Ja, es geht auch rund, aber die vier-eckigen haben viel mehr Potential 
für Verbesserungen.

von Joachim B. (jar)


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A. S. schrieb:
> Eckige Räder waren für mich der Inbegriff ingenieursmäßiger Entwicklung.

vor allem rollen die 6- und 8-eckigen nicht von alleine los!

von Paul Plan (Gast)


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A. S. schrieb:
> Eckige Räder waren für mich der Inbegriff ingenieursmäßiger Entwicklung.
> Ja, es geht auch rund, aber die vier-eckigen haben viel mehr Potential
> für Verbesserungen.

Und nicht zu vergessen, die enorme Bremswirkung!

von MeierKurt (Gast)


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majo schrieb:
> 4 Phasen 90° wären besser. Sin /Cos 1 lässt sich leichter im Kopf
> rechnen.

Bei etwas rotierenden 4 Segmente? Da sagt mein Bauchgefühl, drei, fünf 
oder sieben wären für ruhigen, resonanzaren  Lauf besser...

von majo (Gast)


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MeierKurt schrieb:
> majo schrieb:
>> 4 Phasen 90° wären besser. Sin /Cos 1 lässt sich leichter im Kopf
>> rechnen.
>
> Bei etwas rotierenden 4 Segmente? Da sagt mein Bauchgefühl, drei, fünf
> oder sieben wären für ruhigen, resonanzaren  Lauf besser...

Etwas dreieckiges läuft besser als etwas 4 eckiges? Komische Baugefühl 
was du da hast. Bei mir fühlt es sich mit jede zusätzlichen ecke runder 
an...

von Matthias L. (limbachnet)


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majo schrieb:
> Etwas dreieckiges läuft besser als etwas 4 eckiges?

Ja, natürlich. En viereckiges Rad macht pro Umdrehung viermal "Plonk!", 
ein dreieckiges jedoch nur dreimal!

SCNR - duck und weg...

von A. S. (achs)


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majo schrieb:
> Etwas dreieckiges läuft besser als etwas 4 eckiges? Komische Baugefühl
> was du da hast. Bei mir fühlt es sich mit jede zusätzlichen ecke runder
> an...

Falls es ernst gemeint war: Pro Umdrehung macht jede Phase 2 Ecken. Bei 
3-er Drehstrom ergeben sich somit 6 Ecken, bei 4-er Drehstrom trotzdem 
nur 4, weil mit 90° Versatz sich 0 und 180° und 90 und 270° entsprechen.

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