Drehfeld, Drehstrommotor

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Drehfeld,
Synchronmotor:
Weshalb bezeichnet man den Dreiphasen-Wechselstrom auch als Drehstrom?

Beobachtet man unten im Bild den drehbaren Dauermagneten, so erkennt man, dass sich der Magnet(Läufer) synchron mit dem Magnetfeld, das die Ständerwicklung in den drei Strängen erzeugt, dreht.
Der Dreiphasen-Wechselstrom erzeugt in der Ständerwicklung ein Drehfeld.

Mit (Esc) kann gestoppt, mit (F5) aktualisiert werden

Drehfeld-Bilder in Schritten

Praktisch sind die Stränge längs zum Motorgehäuse angeordnet. Stellt man jeden Strang nur als eine Leiterschleife dar so ergibt sich folgendes Bild.

Mit (Esc) kann die Animation gestoppt, mit (F5) wieder gestartet werden.

Es ist zu erkennen, das sich ein Polpaar bildet. Dies rotiert, bei einer Wechselspannung von 50Hz, 50 mal in der Sekunde.

Besteht jeder Strang aus zwei Wicklungen, die nicht um 120°, sondern nur um 60° versetzt angeordnet sind, dann bilden sich zwei Polpaare also vier Pole aus.

Zum Zeitpunkt t1
fließt im Strang1
der höchste Strom.

Zum Zeitpunkt t2
fließt im Strang3
der höchste Strom.

Zum Zeitpunkt t2, bei 50Hz also nach 3,333ms, hat sich das Drehfeld nur um 30° und nicht wie bei einer zweipoligen Maschine um 60° gedreht. Nach einer Periode der Netzspannung, bei 50Hz => 20ms, hat sich bei einer 4-poligen (2 Polpaare) Maschine das Drehfeld nur um 180° gedreht. Bei doppelter Polzahl halbiert sich die Drehfrequenz "n" des Drehfeldes.

Es gilt:

n Drehfeld = f / p;

mit f = Frequenz der Netzspannung; p = Polpaarzahl

siehe auch Anschluss elektrischer Antriebe

Asynchron-
Motor:
Beim Kurzschlussläufermotor wird der Dauermagnet durch eine kurzgeschlossene Spule im Läufer ersetzt.

Liegt Spannung an der Ständerwicklung an, so entsteht ein Drehfeld. In der Spule des Läufers wird eine Spannung induziert, da in ihr sich das Magnetfeld ändert. Es fließt Strom in der kurzgeschlossenen Läuferwicklung, es entsteht ein Läufermagnetfeld, der Läufer beginnt sich zu drehen.
Würde sich der Läufer synchron mit dem Drehfeld drehen, so gäbe es keine Magnetfeldänderung in der Läuferwicklung, es würde keine Spannung in ihr induziert werden, es würde kein Strom fließen, es entstünde kein Magnetfeld im Läufer und somit kein Drehmoment.
Der Kurzschlussläufermotor kann nur ein Drehmoment aufbringen, wenn er asynchron zum Drehfeld läuft. Der Kurzschlussläufermotor ist ein Asynchronmotor, seine Drehfrequenz ist immer kleiner als die Drehfrequenz des Drehfeldes. Den Unterschied bezeichnet man als Schlupfdrehzahl.

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