Die Bedeutung des magnetischen Drehfeldes wird beim Betrieb des Generators als Motor besonders deutlich. Dazu legen wir 3 phasenversetzten Wechselspannungen, wie in Abb. 18.3.1 zu sehen ist, an die 3 Spulen eines Motors1 an.
Die in den Wicklungen fließenden zeitabhängige Ströme, die jeweils um 120∘ gegeneinander phasenverschoben sind, wie es in Abb. 18.3.1 dargestellt ist, erzeugen einen magnetischen Summen-Fluss2.
Aus der Betrachtung für die vier Zeitpunkte t1…t4 in Abb. 18.3.2 ist die Rotation des Drehfeldes ersichtlich.
- t1 = 0:
-
Spule 1: 100 % positiver Strom, Spule 2 und 3: 50 % negativer Strom → Die umhüllenden Feldlinien zeigen ein nach links gerichtetes, zweipoliges Magnetfeld.
- t2 = T∕12:
-
Spule 1: 86,6 % positiver Strom, Spule 2: Strom = 0 und Spule 3: −86,6 % negativer Strom → Die umhüllenden Feldlinien zeigen um 30∘ gedrehtes zweipoliges Magnetfeld.
- t3:
-
Entsprechend weitere Drehung der umhüllenden Feldlinien um 30∘.
- t4:
-
Entsprechend …
Die geometrische Addition der 3 zeitabhängigen Teilflüsse entsprechend Abb. 18.3.2 ergibt einen rotierenden magnetischen Fluss3 mit dem zeitlich konstanten Betrag 1,5ΦStr.
- Das Drehfeld rotiert kontinuierlich mit der Rotationsgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) ω.
- Eine volle Umdrehung des Drehfeldes findet bei der 2-poligen
Drehfeldmaschine4
genau in der Periode T statt. Für die Drehfeldgeschwindigkeit
oder die synchrone Drehzahl erhalten wir dann
(18.3.1) wobei f die Frequenz der Ströme ist. Für eine Drehstrommaschine mit der allgemeinen Polpaarzahl p > 1 gilt analog
(18.3.2)
Werden 2 beliebige Zuleitungen (der 3 Leitungen) der Drehstromwicklung vertauscht, so ändert sich der Drehsinn des Drehfeldes.