3-Phasen-Netz

Spannungserzeugung
(c) Friedrich Sick
3ph
Die zahlreichen elektrotechnischen Laborexperimente im 19. Jahrhundert fanden ab etwa 1880 ihre praktische Anwendung in der Starkstromtechnik. Es bestand aber das große Problem der Fernübertragung. Wollte man beispielsweise einen Saal beleuchten, dann durfte der Generator höchstens einige hundert Meter entfernt stehen, sonst fielen die Leitungsverluste derart ins Gewicht, dass kaum Energie am Verbraucher eintraf. In USA und England versuchte man dem mit Dreileiter- , bei Siemens mit Fünfleiter-Gleichstromnetzen abzuhelfen. Beides ohne Erfolg: Gleichspannung ist nicht transformierbar und Kommutator-Maschinen sind für große Leistungen ungeeignet.
Der Durchbruch gelang 1888 Michail von Dolivo-Dobrowolsky (Chefingenieur der AEG in Berlin) mit der Einführung eines 3-Phasen-Wechselspannungsnetzes und der Erfindung der Asynchronmaschine.
Erzeugung: Ein mit Gleichstrom magnetisierter Läufer wird in einem Ständer mit drei um je 120° versetzten und gleichmäßig verteilten Wicklungssträngen gedreht. (Siehe Prinzip!) Dadurch werden drei - um 120° phasenverschobene - Spannungen ezeugt. Durch die Verkettung der Wicklungsstränge im sog. Sternpunkt (Mp) wird für alle drei Strangspannungen ein gemeinsamer Rückleiter gebildet. Genial dabei ist, dass der gemeinsame Rückstrom durch die Phasenverschiebung nie größer als der größte Zuleiterstrom wird und bei symmetrischer Last sogar Null ist! (siehe Zeigerdiagramm u. Beispiel!)
Durch die Verkettung liegen jeweils zwei Strangspannungen (Ustr) in Reihe. Diese verkettete Spannung (Leiterspannung U) ist aber nicht doppelt so hoch, sondern - wegen der Phasenverschiebung - nur 1,732*Ustr. (Siehe Zeigerdiagramm!)
  • Prinzip 3-Phasen-Generator
  • Zeigerdiagramme
  • 3-Phasen-System
  • Definition: Im 3-Phasen-Netz ist ...
    1. die Nennspannung die Außenleiter-Spannung U zwischen L1-L2-L3
    2. der Nennstrom I der Strom in einem Außenleiter (L1, L2, L3)