Drehstrom, auch als Dreiphasenwechselstrom bezeichnet, ist ein weltweit verbreitetes System zur Übertragung von elektrischer Energie. Es handelt sich dabei um drei Wechselspannungen, die jeweils zeitlich versetzt um 120° erzeugt werden. Diese Phasenverschiebung ergibt ein kontinuierliches, rotierendes Magnetfeld, das für den Betrieb von Maschinen optimal ist. Durch diese zeitlich versetzte Anordnung kann der Strom effizienter und gleichmäßiger verteilt werden als bei einem einfachen Wechselstrom.
Im Gegensatz zum Gleichstrom, bei dem die Stromrichtung konstant bleibt, oder zum einphasigen Wechselstrom, ist der Dreiphasenwechselstrom leistungsfähiger und wird deshalb in der Industrie, im Handwerk und zunehmend auch im privaten Bereich eingesetzt.
Im europäischen Stromnetz werden typischerweise Spannungen von 230 Volt zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter, sowie 400 Volt zwischen zwei Außenleitern verwendet. Die drei Phasen (also die drei Außenleiter) führen jeweils eine eigene Wechselspannung, die zeitlich versetzt ist. Das Zusammenspiel dieser drei Phasen ergibt eine konstante Gesamtleistung.
Die Regel lautet: Wenn alle drei Phasen gleichmäßig belastet sind, fließt kein Strom über den Neutralleiter. Dadurch entsteht eine geringere elektrische Belastung der Leiter, was Material spart und Verluste minimiert. Diese Technik benötigt zwar mehr Leiter, bietet aber eine bessere Auslastung und geringere Verluste. Die gleiche Energie kann so mit weniger Wärmeentwicklung übertragen werden.
Ein Drehstromsystem besteht aus drei Außenleitern, oft ergänzt durch einen Neutralleiter und einen Schutzleiter. In Kraftwerken und Generatoren sind drei Spulen im Winkel von 120° zueinander angeordnet. Wenn sich der Rotor dreht, wird in jeder Spule eine sinusförmige Wechselspannung erzeugt – jedoch zeitlich versetzt. Dieses Prinzip wird genutzt, um eine konstante Leistungsabgabe zu gewährleisten.
Diese Technik wird besonders bei elektrischen Motoren angewendet. Ein elektrischer Drehstrommotor nutzt das entstehende, rotierende Magnetfeld direkt, um mechanische Energie zu erzeugen. Es ist kein zusätzlicher Anlaufmechanismus nötig. Das spart Bauteile, reduziert Wartungsaufwand und steigert die Effizienz. Genau deshalb wird Drehstrom in nahezu jedem industriellen Motor eingesetzt.
Zwei typische Schaltungen werden im Drehstrombereich eingesetzt: die Sternschaltung und die Dreieckschaltung.
Bei der Sternschaltung sind die Enden der drei Spulen miteinander verbunden – der sogenannte Sternpunkt. Zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter liegt eine Spannung von 230 V, zwischen zwei Außenleitern eine von 400 V. Diese Schaltung wird oft im Haushalt oder bei Geräten verwendet, die weniger Leistung benötigen.
Die Dreieckschaltung verbindet die Spulen ringförmig miteinander. Hier wird kein Neutralleiter verwendet, und die Spannung zwischen den Leitern beträgt immer 400 V. Sie wird häufig für Motoren und leistungsstarke Maschinen verwendet, bei denen die volle Netzspannung genutzt werden soll.
Der Drehstrom bietet viele Vorteile gegenüber anderen Stromarten wie dem Gleichstrom oder einphasigem Wechselstrom:
Diese Vorteile führen dazu, dass der Drehstrom heute den Standard in der öffentlichen Stromversorgung darstellt.
Der Dreiphasenwechselstrom wird überall dort genutzt, wo hohe Leistungen bei gleichzeitiger effizienter Versorgung elektrischer Verbraucher notwendig sind – insbesondere bei Geräten mit hoher elektrischer Belastung. Dazu gehören:
Selbst erneuerbare Energien wie Wind- und Wasserkraft erzeugen meist direkt Drehstrom, der dann ins öffentliche Netz eingespeist wird.
Drehstrom, auch als Dreiphasenwechselstrom bezeichnet, ist heute aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken. Durch seine zeitlich versetzten Wechselspannungen, die gleichmäßige Verteilung der Stromstärke, und die hohe Spannung von bis zu 400 Volt, eignet er sich hervorragend für vielfältige Anwendungen. Ob für den Betrieb eines Motors, die Versorgung großer Verbraucher oder die effiziente Energieübertragung – Drehstrom funktioniert, zuverlässig und leistungsstark.
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