Drehstrom, Wechselstrom

Ideale Quelle für Elektromotoren

Inhalt

• Dreh- und Wechselstrom

• Aufbau von Elektromotoren

• Das Kraft-Netz

Earthlights

Verlauf der Spannung bei Drehung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit

t

tUtU sin)( 0 s T

Verlauf der Spannung in den drei um 120° versetzten Generator-Spulen – den „Drei Phasen“

Generator und Motor mit geeignetem Anschluss

Wicklung des Stators

Rotierender Magnet

R

S

Elektrisch leitender Läufer

T

Mittelpunkt

Generator

Wicklung des Stators

Rotierender Magnet

Generator mit Übertragung

Wicklung des Stators

Rotierender Magnet

R

S

T

Generator mit Übertragung und Anschluss der Wohnungen eines Hauses an 230 V

Wicklung des Stators

Rotierender Magnet

R

S

T

In Hauinstallationen verteilt man die „3 Phasen“ auf unterschiedliche Wohnungen

( Die Frequenz im Haushaltsnetz beträgt 50 Hz, in der Animation 1 Hz)

MP, „Erde“

Generator mit Synchron-Motor

Wicklung des Stators

Rotierender Magnet

R

S

Elektrisch leitender Läufer

T

Versuch

• Aufbau eines Drehstrom-Übertragungs- Netzes nach der Abbildung

• Generator: Kreis aus 3 Spulen, radial ausgerichtet, in 120° Abstand – Läufer: Zweipoliger Magnet in der Kreismitte

• Motor: Analog dem Generator, 3 Labor Spulen, mit je 1200 Windungen– Läufer: Eine drehbar gelagerte Kompass-

Nadel Zur Beachtung: Man

benötigt keinen

Kollektor!

Das Drehstrom-Netz im Versuch

Wicklung des Stators

R

S

Elektrisch leitender Läufer

T

Rotierender Magnet

ICEDrehzahl angepasster

Drehstrom wird in der

Lokomotive erzeugt

Es gibt für jede Phase einen

Fahrdraht

230 V

Stern- und Dreiecks-Schaltung

• In der „Sternschaltung“ liegen 230 V über jedem Verbraucher

• In Dreiecksschaltung annähernd 400 V

398 V

T

MP

S

R

Elektromotorpumpe LEE

Integrierter Ölfilter

Überdruckventil

400 V Anschluss-Spannung

Motorschutzschalter

Betriebsdruck 700 kg/cm2

Schlauchanschluß 3/8"

Automatische Entlüftung

Beispiel für einen Anschluss mit Effektivwert 400 V

Fa. Meili, Hanau

Wie erreicht man mit dem Hauhaltsnetz 400 V?

Durch Anschluss „zwischen zwei Phasen“ R und S

Generator mit Anschluss von drei Maschinen an 400 V Spannung

Wicklung des Stators

Rotierender Magnet

R

S

T

Verteilung der Phasen auf die Maschinen als „Dreiecksschaltung“

Zum Vergleich: Anschluss unterschiedlicher Wohnungen eines Hauses an 230 V

Wicklung des Stators

Rotierender Magnet

R

S

T

Verteilung der Phasen im Haus als „Sternschaltung“

MP, „Erde“

Maximale Spannungsdifferenzen im Wechsel- und Drehstrom-Netz

230 V EffektivEine Phase (R, S oder T) gegen Erdpotential

325 V Maximal

398 V Effektiv Spannung zwischen zwei Phasen (z. B. zwischen R und S)563 V Maximal

Zusammenfassung

• Drehstrom besteht aus drei um jeweils 120° gegeneinander versetzten Sinus-förmigen Wechselströmen

• Drei Phasen ermöglichen besonders einfache Motorkonstruktionen ohne Kollektoren: „Kurzschlussläufer“

• Die 230 V Spannung im Haus-Netz ist der Effektivwert einer Phase gegen das Erdpotential