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!
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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)
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
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.
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 ;)
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)
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... ;-)
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!:
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.
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)
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.
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. vor allem rollen die 6- und 8-eckigen nicht von alleine los!
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? Ja, natürlich. En viereckiges Rad macht pro Umdrehung viermal "Plonk!", ein dreieckiges jedoch nur dreimal! SCNR - duck und weg...
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 ...
Joachim B. schrieb: > vor allem rollen die 6- und 8-eckigen nicht von alleine los! Och, kommt das nicht auf das Gefälle an? :D
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.
Elektroniker schrieb: > Auch vertragen sich Drehstrommotoren besser mit > moderner Elektronik als die Glecihstromvarianten (Bürstenfeuer). Es gibt auch bürstenlose DC-Motoren ;)
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! ;-)
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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
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