Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage zu Strom einphasig/dreiphasig


von Lysandros (lys)


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Liebe Alle,
ich blättere die Datenblätter von manchen Klimaanlagen durch, teilweise 
mit einphasiger Versorgung und teilweise mit dreiphasiger Versorgung. 
Dabei stelle ich fest, dass die angegebene Verbrauchs-Leistung dividiert 
durch 230V nicht immer exakt den angegebenen Verbrauchs-Strom ergibt. Wo 
liegt hier mein Denkfehler? Gilt nicht immer P=V*I, oder muss ich etwas 
beachten je nach 1- und 3-phasig?
Vielen Dank

: Verschoben durch Moderator
von Jan H. (j_hansen)


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Wie wär's mit Beispielen?
Phasenverschiebung?

von Rainer W. (rawi)


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Lysandros schrieb:
> Dabei stelle ich fest, dass die angegebene Verbrauchs-Leistung dividiert
> durch 230V nicht immer exakt den angegebenen Verbrauchs-Strom ergibt.

Möglicherweise liegt das daran, dass zwischen den drei Phasen jeweils 
eine um einen Faktor √3 höhere Spannung liegt, also 400Veff zwischen 
z.B. L1 und L2 an Stelle von 230Veff zwischen L und N.

https://www.vertiv.com/de-emea/about/news-and-insights/articles/educational-articles/three-phase-power-what-it-is-and-the-benefits-it-brings/

: Bearbeitet durch User
von Lysandros (lys)


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Worauf ich hinaus möchte: wenn ich ein Gerät mit Dreiphasen-Anschluss 
habe, das ca. 6kW verbraucht und einen Strom von 27A benötigt: ist es 
nicht übertrieben, dass von den 22,08kW die ein 32A-Dreistrom-Anschluss 
zur Verfügung stellen könnte gerade mal 6kW benötigt werden? Es scheint 
mir, als ob der Strombedarf den Anschluss-Typ treibt, ohne das viel 
Leistung benötigt wird..

von H. H. (Gast)


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Bei Geheimgeräten ist das ganz normal.

von Max D. (max_d)


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Du hast 2 Effekte die hier rein spielen:
- Wirkleistung/Scheinleistung P=U*I gilt jut bei Gleichstrom. Bei 
Wechselstrom muss man noch auf die Phasenlage zwischen Strom und 
Spannung achten
- Anlaufstrom so ein Motor braucht deutlich mehr Strom um anfänglich 
hochzudrehen als danach im laufenden betrieb

von Matz (Gast)


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von Bjoern B. (per)


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es liegt daran das die Leistung in drehstromnetz
nicht P=U*I ist
sondern
P=U*I*PF*wurzel 3

von Georg M. (g_m)


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Leistung bei Drehstrom:
https://www.youtube.com/watch?v=T-jPuJVfPUI




> Worauf ich hinaus möchte: wenn ich ein Gerät mit Dreiphasen-Anschluss
> habe, das ca. 6kW verbraucht und einen Strom von 27A benötigt: ist es
> nicht übertrieben, dass von den 22,08kW die ein 32A-Dreistrom-Anschluss
> zur Verfügung stellen könnte gerade mal 6kW benötigt werden? Es scheint
> mir, als ob der Strombedarf den Anschluss-Typ treibt, ohne das viel
> Leistung benötigt wird..

Kann das bitte jemand ins Verständliche übersetzen?

von Lysandros (lys)


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P_verfügbar=230 x 3 x 32=22,08kW
P_benötigt=6kW, I_benötigt=27A

Fazit: ein teurer Drehstromanschluss mit 32A muss installiert werden, 
damit dieses Gerät mit 27A versorgt werden kann, obwohl die benötigte 
Leistung viel geringer ist als die verfügbaren 22,08kW.
Wo liegt mein Fehler?

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Lysandros schrieb:
> Fazit: ein teurer Drehstromanschluss mit 32A muss installiert werden,
> damit dieses Gerät mit 27A versorgt werden kann,


Woher stammt denn die Angabe der 27A? Hast Du die ausgerechnet, oder 
stehen die irgendwo auf einem Typenschild bzw. in den technischen Daten?

Ein Gerät mit 6 kW Leistungsaufnahme braucht 27 A bei einphasigem 
Betrieb (6000 W / 230 V = 26.1 A)

von Lysandros (lys)


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Die 27A stehen im Datenblatt. Und das wundert mich eben.
(Übrigens, einphasige Anschlüsse sind auf 16A limitiert)

von Unwichtig (noname_user)


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Vllt. mal für e-technische Laien verständlicher, an einem Pkw wird auch 
die Antriebsleistung bestenfalls auf alle 4 Räder verteilt beim Allrad, 
in normalo an 2 Räder auf die gleiche Achse,
in einem privaten Kd-StromNetz diese 6 kW nur auf eine Phase zu legen 
brächte eine Schieflast mit sich, denn die Kd.-Anlage ist sicherlich mit 
Drehstrom versorgt, u. es gibt auch noch kleinere als 32A-Anschlüsse, 
ein E-Herd-Anschluß in der Küche wird z.B. nicht mal mit 25 A pro Phase 
abgesichert,
u. deine Klimaanlage ist sicher zum Festanschluß ausgelegt u. nicht 
steckbar?

von Rainer D. (rainer4x4)


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Lysandros schrieb:
> (Übrigens, einphasige Anschlüsse sind auf 16A limitiert)

Was auf Schukosteckdosenstromkreise zutrifft, macht bei anderen 
Aschlussformen überhaupt keinen Sinn. Die können durchaus höher 
belastbar sein.

von Udo S. (urschmitt)


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Lysandros schrieb:
> Die 27A stehen im Datenblatt. Und das wundert mich eben.
> (Übrigens, einphasige Anschlüsse sind auf 16A limitiert)

So ein Quatsch! Meine Daikin Anlage ist auch mit 20A C abgesichert.
Und ist nur einphasig.

Wahrschinlich ist deine geheime Anlage nur einphasig.

von H. H. (Gast)


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Lysandros schrieb:
> Wo liegt mein Fehler?

Das Gerät ist in DE am öffentlichen Niederspannungsnetz nicht zulässig.

In andern Ländern schon.

von Bruno V. (bruno_v)


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Rainer W. schrieb:
> Möglicherweise liegt das daran, dass zwischen den drei Phasen jeweils
> eine um einen Faktor √3 höhere Spannung liegt, also 400Veff zwischen
> z.B. L1 und L2

Mein. Die Spannung liegt zwar an, der Strom ist aber auf 230V bezogen zu 
rechnen. Ob 3x9 oder 1x27A macht keinen Unterschied.

Und ja, auch mein E-Herd ist mit 1x20A einphasig abgesichert. Hat darum 
2.5qmm.

von Lodda (ol_grumpy)


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Lysandros schrieb:
> Die 27A stehen im Datenblatt. Und das wundert mich eben.

Solche Geräte sind für den internationalen Markt gemacht. Nicht in jedem 
Land steht ein Drehstromanschluss zur Verfügung, weshalb der Hersteller 
auf einem Klemmbrett die Möglichkeit einräumt, durch entsprechende 
Verklemmung das Gerät entweder einphasig mit ~27A, oder dreiphasig mit 
~9A pro Phase zu betreiben.

In einem Land wo nur eine Phase zur Verfügung steht, sollte die 
Zuleitung mit mindestens 27A abgesichert sein, das entspricht einer 
Leistungsaufnahme von ca. 6000W.

In Ländern mit 400V-Drehstromanschluss würde eine Absicherung mit den 
üblichen 16A völlig ausreichen, es würden dann nur ca. 9A pro Phase 
fließen.

von Lysandros (lys)


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Um solch ein Gerät handelt es sich:

https://www.fachklima24.de/artikelpdfs/mitsubishi-heavy/Mitsubishi_Heavy_FDU_Kanalgeraet_S24.pdf

Das mit der Kühlleistung von 25kW hat eine elektrische Leistungsaufnahme 
von 8,25kW. Ich versuche zu verstehen wie der Betriebsstrom von 12,7A 
bei den drei Phasen zustande kommt.

von H. H. (Gast)


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Lysandros schrieb:
> Das mit der Kühlleistung von 25kW hat eine elektrische Leistungsaufnahme
> von 8,25kW. Ich versuche zu verstehen wie der Betriebsstrom von 12,7A
> bei den drei Phasen zustande kommt.

400V * 12,7A * sqrt(3) * cos(20°) = 8,25kW

von Lysandros (lys)


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Vielen Dank an euch allen 🙏
Langsam checke ich es

von Harald W. (wilhelms)


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Lysandros schrieb:

> Vielen Dank an euch allen 🙏
> Langsam checke ich es

Du solltest auch daran denken, das ein Drehstrommotor normalerweise
billiger ist und deutlich länger hält.

von Bruno V. (bruno_v)


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Lysandros schrieb:
> Vielen Dank an euch allen 🙏
> Langsam checke ich es

Man kann mit Wurzel 3 rechnen. Die Elektriker nennen das 
Verkettungsfaktor und wenden das blind an, weil sie mit 400V rechnen 
wollen.

Es bleiben aber leistungsmäßig nur 230V, egal wie es verschaltet wird.

 * 10A auf 3 Adern liefern P = 10 x 3 x 230V.
 * 3 = Wurzel(3) x Wurzel(3)
 * 400V = 230V x Wurzel(3)

Also: Wenn man mit 230V rechnet, multipliziert man mit 3. Wenn man mit 
400V rechnen möchte, nur noch mit Wurzel(3). Das ist zwar verwirrend, 
aber die wollen das so. Du brauchst das nicht.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Bruno V. schrieb:
> Das ist zwar verwirrend,

Für dich, und deshalb glaubst du wer so rechnet müsse es nicht 
verstanden haben.

von Bruno V. (bruno_v)


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H. H. schrieb:
> Für dich, und deshalb glaubst du wer so rechnet müsse es nicht
> verstanden haben.

"400V" macht Sinn als Elektriker, da es auch um Nennspannungen der 
Verbraucher (Herdplatten, Drehstrommotor), Isolierspannungen und Strom 
auf N geht. Der TO ist kein Elektriker. Warum soll er sich mit sowas 
rumschlagen? Der einfache Weg (den jeder Elektriker auch kennt) braucht 
keinen wenig intuitiven "Faktor".

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Bruno V. schrieb:
> wenig intuitiven "Faktor".

Dir ist das Himmelreich.

von Uwe (neuexxer)


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> Man kann mit Wurzel 3 rechnen. Die Elektriker nennen das
> Verkettungsfaktor und wenden das blind an, weil sie mit 400V
                        *******************
> rechnen wollen.
...Schon phantasievoll...

> Es bleiben aber leistungsmäßig nur 230V, egal wie es verschaltet wird.

- Völlig gleichwertig könnte/müsste man (im 3~System) sagen,
"Es bleiben aber leistungsmäßig nur 400V, egal wie es verschaltet wird."


(Das bescheidenene Niveau von allerlei 'Fachkräften/iNNen',
z.B. auch aus dem Wirtschaftsministerium uvm.
-die leider oft viel mehr zu 'melden' haben, als unsereins...-
kann man
- wenigstens hier noch ?-
locker übertreffen.

Lasset uns weiter darauf hinwirken...  SCNR)

von Oliver S. (oliverso)


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Lodda schrieb:
> Solche Geräte sind für den internationalen Markt gemacht. Nicht in jedem
> Land steht ein Drehstromanschluss zur Verfügung, weshalb der Hersteller
> auf einem Klemmbrett die Möglichkeit einräumt, durch entsprechende
> Verklemmung das Gerät entweder einphasig mit ~27A, oder dreiphasig mit
> ~9A pro Phase zu betreiben.

Bei Wärmepumpen und überhaupt Geräten mit Motoren eher nicht. Da gibt es 
in der Regel 1-phasige und dreiphasige Geräte, die sich nicht umklemmen 
lassen.

H. H. schrieb:
> Lysandros schrieb:
>> Wo liegt mein Fehler?
>
> Das Gerät ist in DE am öffentlichen Niederspannungsnetz nicht zulässig.
>
> In andern Ländern schon.

Oder im Klartext: In D ist die maximale Schieflast auf 4,6kVA begrenzt, 
was die oben auch schon genannten max. 20A ergibt. Alle Geräte mit mehr 
Leistung müssen dreiphasig angeschlossen werden. Und wie immer: 
Ausnahmen bestätigen die Regel.

Oliver

von Bruno V. (bruno_v)


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Uwe schrieb:
> Völlig gleichwertig könnte/müsste man (im 3~System) sagen,
> "Es bleiben aber leistungsmäßig nur 400V, egal wie es verschaltet wird."

Leistung ist Spannung * Strom (egal ob mit oder ohne cos(phi)).

Die Rechnung über N (egal ob virtuell oder real) ist deutlich einfacher 
als eine Rechnung der (phasenverschobenen) Teilströme über beide jeweils 
anderen Phasen (ggf. plus N). Das geht sinnvoll nur bei Symmetrischer 
Belastung (also im Spezialfall) und Anwendung der Verkettungsfaktors.

Das Ziel alternativer Betrachtungsweisen ist doch, einfacher (klarer, 
intuitiver) oder allgemeingültiger zu sein. Welche Vorteile siehst Du 
bei der Betrachtung/Rechnung mit 400V? Gerne auch als Beispiel.

: Bearbeitet durch User
von Rolf (rolf22)


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Bruno V. schrieb:
> Es bleiben aber leistungsmäßig nur 230V, egal wie es verschaltet wird.

Ωχ. Mit Elektrotechnik und präziser Fachsprache hast du es nicht so, 
wie?

Bei einem Drehstromverbraucher gibt es Stern- und Dreieckschaltung. Bei 
der Dreieckschaltung ist die Gesamtleistung um den Faktor 3 höher.

Insbesondere Bei Motoren gibt es beides. Und ja, es gibt auch Antriebe, 
die man zwischen beidem umschalten kann, um die mechanische Leistung zu 
verändern oder um sich an das anzupassen, was der vorhandene Anschluss 
erlaubt.
Früher™ (vor dem Aufkommen der Leistungshalbleiter) war das z. B. in der 
Tischlerwerkstatt normal: Die Schleifmaschine mit der Hand in Schwung 
bringen, dann im Stern-Modus einschalten und nach Erreichen einer 
bestimmten Mindestdrehzahl per Hand auf Dreieck umschalten. Hat man zu 
früh umgeschaltet, dann rappelte der Motor ganz wüst und der Meister 
brüllte "Du Idiot".
https://de.wikipedia.org/wiki/Stern-Dreieck-Anlaufschaltung

: Bearbeitet durch User
von Bruno V. (bruno_v)


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Rolf schrieb:
> Bei einem Drehstromverbraucher gibt es Stern- und Dreieckschaltung. Bei
> der Dreieckschaltung ist die Gesamtleistung um den Faktor 3 höher.

Rolf, ich denke, dass ist den meisten hier bekannt. Und es geht mir auch 
nicht darum, dass die Nennung der 400V keinen Sinn macht, das habe ich 
oben ausgeführt! Genau wie bei einem Herd oder selbst einer 
Hausverteilung ändert es aber nichts an der Physik der Leistungsmessung:

2 Beispiele (normale 230V/400V ohne cos(phi), was nichts ändern würde)
 * 3 Phasen, abgesichert 16A --> Nenn-Absicherung = 3*16A*230V = 11kW
 * L1=10A, L2=1A, L3=9A --> Leistung P = 20A * 230V = 4,6kW

Unabhängig von der Verschaltung (Stern, Dreieck, mit oder ohne N) und 
egal ob die Phasen 120° versetzt sind oder nicht, bleibt die Leistung 
gleich.

Was wird durch die Betrachtung mit 400V einfacher oder intuitiver? Gerne 
am Beispiel oben oder konstruiere ein eigenes.

(Ergänzung: Ferraris-Drehstromzähler bestehen aus 3 separaten, auf einer 
Scheibe addierende 230V-Zähler. Es gibt keinen 400V-Kreis)

: Bearbeitet durch User
von Uwe (neuexxer)


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> Unabhängig von der Verschaltung (Stern, Dreieck, mit oder ohne N)
> und egal ob die Phasen 120° versetzt sind oder nicht, bleibt die
> Leistung gleich.

Schrieb ich doch oben. Wie man es betrachtet liegt im
freien Ermessen - solange es richtig ist.

> Was wird durch die Betrachtung mit 400V einfacher oder intuitiver?
> Gerne am Beispiel oben oder konstruiere ein eigenes.

Beispiele:

1.) Bei uns steht eine Waschmaschine, die kann man auf
5 kW Heizleistung umklemmen.
Eine der beiden Heizspiralen hängt dann an 230 V, die andere an 400 V.
Dann sind beide Betrachtungen zweckmässig.

2.) Aaron-Schaltung
Die misst beliebige Verbraucher am 3~Netz OHNE Neutralleiter:
https://de.wikipedia.org/wiki/Aronschaltung

von Heinz R. (heijz)


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Was hier auch eine Rolle spielt ist der oft eingebaute Heizstab

Mal ist an L1 die Wärmepumpe, an L2 der Heizstab
Dann gibt es wohl auch welche mit 3phasigem Anschluss WP, aber Heizstab 
nur 1phasig usw

Hier wird speziell aus China viel merkwürdiges Zeug verkauft

von Bruno V. (bruno_v)


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Uwe schrieb:
> Eine der beiden Heizspiralen hängt dann an 230 V, die andere an 400 V.
> Dann sind beide Betrachtungen zweckmässig.

Dann beschreibe auch bitte, wo Du Ströme auf 400V bezogen misst und wie 
es die Rechnung vereinfacht. (Es geht nicht um die technischen Daten 
der Heizwendel. Der TO kann davon ausgehen, dass die korrekt 
dimensioniert wurde)

> Aaronschaltung
Ja, das ist ein gutes Beispiel. In der Praxis dürfte die selten sein. 
Und erfordert ein weit über Verkettungsfaktor oder Stern-Dreieck hinaus 
gehendes Verständnis. Selbst Elektriker haben oft Schwierigkeiten damit, 
dass n Leitungen maximal n-1 Leistungsmesser brauchen.

: Bearbeitet durch User
von Uwe (neuexxer)


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> Dann beschreibe auch bitte, wo Du Ströme auf 400V bezogen misst ...

Den Strom der einen Heizschleife der Waschmaschine würde ich
zwingend entweder im Zweig gegen den Nulleiter oder gegen einen
anderen Aussenleiter messen,
je nachdem, wie dieses Ding halt angeklemmt ist.
(Die andere Spirale hängt immer an 230 V; durch Umklemmmen
kann man die Maschine mit 2, 3 oder 5 kW betreiben.)

Weiteres Beispiel: Frühere 3~Durchlauferhitzer konnte man z.T.
einfach auf halbe Leistung schalten, durch Wegnahme einer Phase.

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