Phasendrehung

Die Phasendrehung beschreibt die zeitliche Verschiebung zwischen zwei oder mehreren Wechselspannungen oder Wechselströmen gleicher Frequenz. In elektrischen Systemen ist sie ein zentrales Konzept zur Analyse und Steuerung von Energieflüssen, insbesondere bei Transformatoren, Drehstromsystemen und Leistungselektronik.

Was bedeutet Phasendrehung?

In einem Wechselstromsystem ändern Spannung und Strom ihre Richtung periodisch. Wenn zwei Signale nicht gleichzeitig ihren Nulldurchgang oder Spitzenwert erreichen, spricht man von einer Phasenverschiebung oder Phasendrehung. Diese wird in Grad (°) oder Radiant angegeben und kann positive (Vorlauf) oder negative (Nachlauf) Werte haben.

Phasendrehung bei Transformatoren

Transformatoren übertragen elektrische Energie durch elektromagnetische Induktion. Dabei kann es zu einer Phasendrehung zwischen der Primärseite (Eingang) und der Sekundärseite (Ausgang) kommen – abhängig von der Art der Wicklung und Schaltung:

Typische Ursachen für Phasendrehung:

Wicklungsanordnung: Bei einer Stern-Dreieck-Schaltung oder Dreieck-Stern-Schaltung entsteht eine Phasendrehung von ±30° zwischen Primär- und Sekundärspannung.

Schaltgruppe des Transformators: Die sogenannte Uhrzeit-Schaltgruppe (z. B. Dyn11) gibt an, wie stark die Sekundärspannung gegenüber der Primärspannung phasenverschoben ist.

Lastverhalten: Induktive oder kapazitive Lasten können zusätzliche Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung verursachen.

Warum ist Phasendrehung wichtig?

Netzparallelbetrieb: Beim Zusammenschalten mehrerer Transformatoren muss die Phasendrehung berücksichtigt werden, um Kurzschlüsse oder Leistungsrückflüsse zu vermeiden.

Leistungsberechnung: Die Wirkleistung hängt direkt vom Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung ab.

Systemkompatibilität: Geräte und Anlagen müssen auf die Phasenlage abgestimmt sein, um Effizienzverluste und Störungen zu vermeiden.