Warum Drehstrom?

Experte schrieb:
> Danke für eure Antworten!

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

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)

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.

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.

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.

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.

>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.

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)

Forist schrieb:
> Weil sich hier

wieder der Riesenidiot Forist zu Wort meldet.

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.

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!:

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

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)

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

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.

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!

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...

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...

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.

> Es gibt den guten™ Drehstrom uebrigens auch mit Sechs Phasen!

Sogar auch mit 2 ...

Experte schrieb:
> 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!

Das liegt hauptsächlich an den Motoren. Normale Gleichstrommotoren wären 
für E-Autos einfach unbrauchbar. Sie haben eine geringere Effizienz als 
Asynchron - und Synchronmotoren und man bräuchte wieder Schaltgetriebe, 
weil die Motoren bei hohen Drehzahlen nicht mehr das nötige Drehmoment 
liefern. Außerdem hätte vermutlich niemand Lust ständig die Bürsten am 
Motor zu wechseln. Auch vertragen sich Drehstrommotoren besser mit 
moderner Elektronik als die Glecihstromvarianten (Bürstenfeuer).

> Normale Gleichstrommotoren ...
> ... und man bräuchte wieder Schaltgetriebe,
> weil die Motoren bei hohen Drehzahlen nicht mehr das nötige
> Drehmoment liefern.

Auch elektrische Bahnen mit Bürstenmotoren kamen/kommen ohne
Gangschaltung aus.

majo schrieb:
> 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...

Ich glaube, MaierKurt will auf das Thema Unwucht auf der mechanischen 
Seite hinaus.

Ansonsten ist die Summe aller Phasengrößen aber zu jedem Zeitpunkt exakt 
null (alle Stränge haben zueinander denselben Phasenabstand, diesselbe 
Frequenz und denselben Betrag usw. mal vorrausgestzt).
Das gibt schon ein vollkommen rundes Drehfeld...mehr Phasen machen es 
nicht runder. Nur aufwendiger.
Gut, man hat mehr Spannungen zur Auswahl, aber sonst sehe ich da keinen 
Vorteil.

Bei einem Auto müssen sich die Räder drehen, deshalb nimmt man da 
Drehstrom.

Wechselstrom kann man dagegen nur für was verwenden, was sich nur hin- 
und herbewegen muss, z.B. das Stössel einer Klingel geht damit gut. Oder 
ein Rasierer.

Wechselstrom wird durch Solaranlagen erzeugt, jedes mal wenn eine Wolke 
darüber hinwegzieht, wechselt der Strom.

Drehstrom wird in Kernkraftwerken vom Drehstromgenerator erzeugt, aber 
die schalten wir ja ab.

Wühlhase schrieb:
> mehr Phasen machen es nicht runder.

Hier ging es ja um 4. Und die sind (wie schon erklärt) deutlich 
schlechter als 3.

Es ist keine Unwucht, sondern einfach weniger "Schübe" pro Umdrehung, 4 
statt 6.

Anarchist (Gast) schrieb u.a.:

> Wechselstrom wird durch Solaranlagen erzeugt, jedes mal wenn eine
> Wolke darüber hinwegzieht, wechselt der Strom.

Wenn es mal ein paar Tage dunkel sein sollte, reduziert sich
einfach nur die Frequenz ---.

> Drehstrom wird in Kernkraftwerken vom Drehstromgenerator erzeugt, aber
> die schalten wir ja ab.

So ist es.

Und DAS bisschen Strom, das wir dann von u.a. Franzmännern und Polen
(bzw. -Innen, -Ixxe usw.) importieren müssen, wird VORHER
gender-konform gleichgerichtet bzw. -geschaltet, bevor er dann
eingespeist werden darf.
Auch DAFÜR braucht's Kobolde!            ;-)

N. A. schrieb:
> 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"
>

> ... 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.

Daher =Strom

N. A. schrieb:
> 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"
>

> ... 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.

Daher =Strom

Matthias L. schrieb:
> 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...

Dafür heftiger