Drehstromnetz Neutralleiter Ströme
Hallo zusammen!
Ich habe mal eine kleine Verständnisfrage:
Nehmen wir mal an ich habe eine Drehstromasynchronmaschine als Motor in einem 3-phasigen Drehstromnetz unter Last angeschlossen.
Was passiert mit den Strömen durch L1, L2 und L3 bei symmetrischer Belastung? Sie fließen durch die Wicklungen des Motors und dann..? Wie kommen sie vom Verbraucher (hier dem Motor) zurück ins Netz? Über den Neutralleiter fließt ja bei symmetrischer Belastung nichts oder?
Vielen Dank im Vorraus!
6 Antworten
Die drei Außenleiter sind ja phasenverschoben. Deshalb fließt der Wechselstrom ständig zwischen den Außenleitern hin und her. Wenn nun z.B. der Leiter L1 gerade seine maximale positive Spannung hat, haben die beiden anderen Leiter gerade negative Teilspannungen, über die der Strom "zurück fließt".
Nehmen wir mal an ich habe eine Drehstromasynchronmaschine als Motor in einem 3-phasigen Drehstromnetz unter Last angeschlossen.
Unter Last läuft die Drehstrommaschine in aller Regel per Dreieckschaltung. Deine Vorstellung orientiert sich aber hier an der Sternschaltung des Drehstrommotors. Die nutzt man gewöhnlich nur zum Anlauf, also ohne Last. Vielleicht wird Dir das verständlicher bei Betrachtung der Dreieckschaltung. Hier liegt jede Wicklung genau zwischen zwei Außenleitern, da entsteht gar kein Sternpunkt, von dem sich ein Neutrallleiter abzweigen ließe.
Jetzt kannst Du Dir jede Motorwicklung als separaten Verbraucher zwischen zwei Außenleitern vorstellen. Da liegt gewöhnlich eine Wechselspannung von 400 V an. Den Rest findest Du bei Wiki unter "Wechselstrom".
Die 3 Ströme sind um jeweils 120° phasenverschoben und addieren sich zu Null.
sin(0°) + sin(120°) + sin(240°) = 0 + 1/2 * wurzel(3) - 1/2 * wurzel(3) = 0
Bei dem angegebenen Zeitpunkt ist es eigentlich klar...
In L1 fliesst kein Strom
In L2 fliesst der Strom rein
In L3 kommt er zurück...
Wenn sich Du nun im Zeitverlauf weiter gehst, dann fängt an der Strom auf L1 zu steigen und sich auf die anderen Phasen aufzuteilen. Das kannst Du nachrechen in dem Du z.B. bei (5°, 125°, 245°) nachrechnest.
Andere Idee zeichne Dir die 3 Phasen als I / t Diagramm, dann siehst Du wie sich die Ströme aufteilen und an jeden Zeitpunkt 0A rauskommt.
Der Stenpunkt der 3 Phasen ist der N also der Neutralleiter. Man muss auch hier Berücksichtigen das alle 3 Phasen um 120° Phasenverschoben sind. so macht eine komplette Drehung alle 120 Grad durch eine Phase. dies aber entsteht bei den Stromkraftwerken bei den Generatoren und ist nicht so ohne weiteres beeinflussbar.
Als gute Beispiel ( wenn man Elektriker ist) kann man auch ein 60 Watt Leuchtmittel 240 Volt ( 3 Stück) in je eine Phase anschließen und den Endpunkt der 3 Leuchtmittel zusammenführen. Alle 3 Leuchtmittel würden normal Leuchten nur wenn eines mal durchbrennt Brennen die anderen mit durch :-)
da muss ich widersprechen....
wenn eine der 3 Birnen durchbrennt, oder abgschaltet wird, dann teilen sich die 400 Volt zwischen den 2 verbleibenden Phasen so auf, dass in einer reihenschaltung durch jede Birne 200 Volt fließen. das heißt sie werden dunkler, brennen aber nicht durch.
lg, Anna
Alle 3 Leuchtmittel würden normal Leuchten nur wenn eines mal durchbrennt Brennen die anderen mit durch
Das stimmt nicht. In der Sternschaltung sieht jede Lampe 400/Wurzel(3) = 230V. Brennt eine Lampe durch, sind die beiden restlichen in Reihe an 400V geschaltet. Jede sieht 200V, leuchtet also nur etwas dunkler.
Und wir in Deutschland und auch Österreich haben ein 230V 50Hz Netz...
Zudem eine Sternpuktverschiebung mit Überspannungs Schaden kann nur auftreten wenn eine unsymetrische Last verwendet wird und der Neutralleiter unterbrochen wird.
nein wir haben 400volt netz drehstrom und jeweils eine phase davon hat gegen N 230volt
bei symetrischer Belastung sucht sich der strom seinen Weg durch durch eine SPule über den Knotenpunkt und eine andere spule zurück in das Netz. bei wirkllich symetrischer Belastung übrigens fließt wirklich kein strom durch den Nulleiter....
egal was du machst. der Mitteleiter in einem Drehstromnetz kann immer nur so viel Strom führen, wie EIN außenleiter, und auch NUR dann, wenn nur eine Phase belastet wird...
übrigens, der Mitteleiter wird bei Drehstrommotoren nicht angeschlossen. damit wird sichergestellt, dass beim ausfall 2er phasen der Motor nicht beginnt unrund zu laufen...
übrigens, wenn du den sternpunkt anzapfst, und über ein messwerk fürht, kannst du so asymetrie (unrunden Lauf) messen. da meistens wenn eine asymetrie auftritt der Motor schon hinüber ist, wird diese schaltung heute kaum noch angewandt...
lg, Anna
Wenn du symmetrisch belastest fließt über den Neutralleiter nichts. Es gilt die Formel, die "Geograph" hier hinterlassen hat. Um die das ganze ein wenig zu veranschaulichen, musst du es zeitlich betrachten. Dem Maximum der Spannung in Leiter 1 folgt mit einer Verzögerung von 6,67ms (1/50Hz=20ms; das durch 3 für die drei Leiter) das Maximum der Spannung im Leiter 2 usw.
Schau dir die Zeichnung an. Dann suchst du dir auf der Zeitachse einen beliebigen Punkt und für diesen Punkt addierst du die Spannungen (also die Werte der drei Farben mit Vorzeichen). Du wirst erstaunt sein, aber es kommt immer Null Raus :)
das hört sich mathematisch gut an, aber wie kann man sich das in der realität vorstellen? auf den 3 phasen schiebt eine wechselspannung die ganze zeit ladungsträger mit 50hz hin und her, wie hebt sich da was auf?