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Lernfeld 13 · Prüfung Teil 2

Drehstromsystem

Das Drehstromnetz 400/230 V für Kälteanlagen: Außenleiter, Neutralleiter, Stern- und Dreieckschaltung, Leistung und Drehfeld.

13 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Verdichter, Ventilatoren und Abtauheizungen größerer Kälteanlagen hängen am Drehstromnetz. Es besteht aus drei Außenleitern L1, L2 und L3, deren Spannungen um 120° gegeneinander verschoben sind, dazu dem Neutralleiter N und dem Schutzleiter PE. Zwischen zwei Außenleitern liegt die Leiterspannung 400 V, zwischen Außenleiter und Neutralleiter die Strangspannung 230 V. Beide unterscheiden sich um den Verkettungsfaktor Wurzel aus 3.

Ein Drehstromverbraucher hat drei Stränge, die in Stern oder in Dreieck geschaltet werden. Im Stern sind die Strangenden im Sternpunkt verbunden, jeder Strang bekommt 230 V und der Leiterstrom fließt genau durch einen Strang. Im Dreieck liegt jeder Strang an 400 V, der Leiterstrom ist Wurzel aus 3 mal so groß wie der Strangstrom. Dieselben Widerstände nehmen im Dreieck dreimal so viel Leistung auf wie im Stern; ein falsch geklemmter Heizstab überhitzt deshalb schnell. Welche Schaltung ein Motor braucht, steht auf dem Typenschild: Die kleinere Spannung gilt für Dreieck, die größere für Stern.

Bei symmetrischer Last heben sich die drei Ströme im Neutralleiter auf. In Schaltschränken von Kühlstellenanlagen hängen aber viele einphasige Verbraucher wie Regler, Beleuchtung und Ventilatoren an verschiedenen Außenleitern. Bricht dann der Neutralleiter, verschiebt sich der Sternpunkt und einzelne Geräte bekommen fast 400 V. Die Phasenfolge bestimmt die Drehrichtung von Motoren; Scrollverdichter dürfen nur in einer Richtung laufen, deshalb wird das Drehfeld vor dem ersten Start gemessen.

Das solltest du dir merken

  • Leiterspannung 400 V, Strangspannung 230 V, Verkettungsfaktor Wurzel aus 3.
  • Im Stern ist der Leiterstrom gleich dem Strangstrom, im Dreieck die Leiterspannung gleich der Strangspannung.
  • Dreieck statt Stern bedeutet bei gleichen Widerständen die dreifache Leistung.
  • Die kleinere Spannung auf dem Typenschild gilt für Dreieck.
  • Vor dem ersten Start eines Scrollverdichters immer das Drehfeld messen.

Formeln

Verkettung der Spannungen
Leiterspannung, Strangspannung, beide in V
Wirkleistung bei symmetrischer Last
Leiterspannung in V, Leiterstrom in A, Leistungsfaktor
Leistung dreier Widerstände
Spannung am Widerstand (Stern 230 V, Dreieck 400 V), Widerstand je Strang in Ω

Typische Fehler in der Prüfung

  • In der Leistungsformel die Strangspannung 230 V statt der Leiterspannung 400 V eingesetzt.
  • Beim Dreieck vergessen, dass der Leiterstrom größer ist als der Strangstrom.
  • Den Faktor 3 und den Faktor Wurzel aus 3 verwechselt.
  • Zur Drehrichtungsumkehr alle drei Außenleiter zyklisch weitergeklemmt.

Tipps aus der Werkstatt

  • Typenschild lesen wie ein Profi: Die kleinere Spannung gilt für Dreieck. Ein Motor 400/690 V läuft am 400-V-Netz in Dreieck, ein Motor 230/400 V in Stern. Und in der Leistungsformel mit Wurzel aus 3 stehen immer Leiterspannung und Leiterstrom, egal wie der Motor geschaltet ist.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Drehstromsystem“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in für Kältetechnik, Lernfeld 13 (Elektrische Betriebsmittel an das Dreiphasenwechselstromnetz anschließen). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.