Einphasige vs. dreiphasige Motoren: Was ist der große Unterschied, und welchen Motor brauchen Sie wirklich?

Viele Menschen fragen sich, was Einphasenmotoren und was Drehstrommotoren sind. Was ist der wirkliche Unterschied zwischen einphasigem und dreiphasigem Strom für einen Motor? Und vor allem: Welcher Motortyp ist ideal für Ihre Arbeit? Die Wahl des richtigen Motors ist von entscheidender Bedeutung. Sie kann Ihnen Geld sparen, Ihre Geräte besser funktionieren lassen und spätere Migräne verhindern. Wenn man den falschen Motor wählt, hat man am Ende ein Gerät, das nicht genug Leistung hat, um zu laufen, oder eines, das sehr schnell durchbrennt. Deshalb werde ich in diesem Artikel die wesentlichen Unterschiede zwischen Einphasen- und Drehstrommotoren in einfachen Worten erläutern. Am Ende werden Sie eine viel klarere Vorstellung davon haben, wie diese Motoren genau funktionieren und welchen Sie für Ihre Anforderungen auswählen sollten. Dieses Wissen wird Ihnen helfen, für jede Art von Motoranwendung eine kluge Wahl zu treffen.

Was genau ist ein einphasiger Motor und wie funktioniert er?

Beginnen wir mit dem Wesentlichen. Was ist ein Einphasenmotor? Nun, wie der Name schon sagt, verwendet dieser Motortyp eine einphasige Stromversorgung. Denken Sie an den normalen Strom in Ihrem Haus - das ist im Allgemeinen einphasiger Strom. Ein einphasiger Motor ist ein AC-Motor der diese einfache Wechselspannung aus dem Stromnetz aufnimmt, um elektrische Energie in nützliche mechanische Energie umzuwandeln. Dieser Motor ist für den Betrieb in einem System ausgelegt, in dem die Stromversorgung in der Regel über zwei Drähte erfolgt (ein Heißdraht und ein Nullleiter oder manchmal zwei Heißdrähte). Die Funktionsweise eines Einphasenmotors beruht auf der Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes im Motor. Bei nur einer Phase des Stroms pulsiert dieses elektromagnetische Feld jedoch nur hin und her; es dreht sich normalerweise nicht. Das bedeutet, dass Einphasenmotoren nicht von selbst anlaufen. Um die Rotor (das rotierende Bauteil des Motors) zu drehen, brauchen sie ein wenig Hilfe. Diese Hilfe kommt oft von einem zusätzlichen Bauteil, wie einem Kondensator oder einer speziellen Anlaufwicklung (oder Hilfswicklung), die eine 90°-Phasenänderung oder eine kurzzeitige zweite Phase entwickelt, um dem Rotor den ersten Schub zu geben. Dieser Motor ist in vielen Haushalten zu finden. Ein Einphasenmotor ist in vielen Alltagsgegenständen zu finden. Sie eignen sich hervorragend für Arbeiten, die keine große Menge an Energie erfordern. Dieser Motortyp ist im Vergleich zu seinem dreiphasigen Cousin weniger komplex aufgebaut. Da dieser Elektromotor mit einer einfacheren Stromversorgung auskommt, eignet er sich hervorragend für Bereiche, in denen nur einphasiger Strom zur Verfügung steht. Der Motor selbst ist in der Regel günstiger in der Anschaffung.

Was macht einen dreiphasigen Motor so anders?

Sprechen wir nun über den Drehstrommotor. Dieser Motor ist ein bisschen mehr ein Riese. Ein Drehstrommotor arbeitet mit einem dreiphasigen Netzteil. Anstelle einer einzigen Stromwelle liefert ein Drehstromnetz drei Wechselströme, die vollständig getaktet sind. Stellen Sie sich drei verschiedene Stromwellen vor, die ihren Höhepunkt jeweils zu verschiedenen, gleichmäßig verteilten Minuten erreichen. Diese Ströme sind in einem Abstand von 120 Grad zueinander angeordnet. Dadurch wird ein viel konstanterer und gleichmäßigerer Stromfluss zum Motor erreicht. Diese spezielle Stromversorgung macht einen Drehstrommotor erst richtig zum Strahlen. Wenn diese drei Wechselströme in die Motorwicklungen fließen, erzeugen sie natürlich ein rotierendes elektromagnetisches Feld. Das ist eine große Sache! Es bedeutet, dass der Drehstrommotor selbstanlaufend ist. Er braucht keine zusätzlichen Teile wie einen Kondensator, um einfach anzulaufen. Der Rotor eines Drehstrommotors beginnt sich gleichmäßig zu drehen, sobald er mit Strom versorgt wird. Diese Motoranordnung ist sehr effektiv. Ein Drehstrom-Asynchronmotor ist eine sehr typische Motorart für industrielle Anwendungen. Da der Motor eine dreiphasige Stromversorgungsanlage nutzt, kann er viel erfolgreicher mehr Strom liefern als ein einphasiger Motor der gleichen Größe. Dadurch eignet sich der Drehstrommotor perfekt für größere Aufgaben. Der Dreiphasen-Induktionsmotor wird auch als Asynchronmotor bezeichnet, da sich der Rotor mit einer etwas geringeren Geschwindigkeit als das Magnetfeld dreht.

Warum kann ich nicht einfach jede Art von Motor für jede Art von Aufgabe verwenden? Spielt das eine Rolle?

Sie denken vielleicht: "Ein Motor ist ein Motor, oder? Kann ich nicht einfach irgendeinen Motor verwenden?" Nun, eher nicht. Es kommt wirklich darauf an! Die Wahl zwischen einem einphasigen oder einem dreiphasigen Motor hängt stark von der Arbeit ab, die der Motor verrichten soll, und von der verfügbaren Stromversorgung. Die Verwendung des falschen Motors kann zu allen möglichen Problemen führen. Es ist notwendig, den Motor auf seinen Leistungsbedarf abzustimmen. Wenn Sie einen einphasigen Motor für eine Arbeit verwenden, die viel Leistung erfordert, wie z. B. den Betrieb einer großen Pumpe oder einer schweren Maschine, wird der Motor sicherlich Probleme haben. Er könnte zu heiß werden, sich schnell abnutzen oder einfach nicht in der Lage sein, die Arbeit zu erledigen. Im Gegensatz zu einem 3-Phasen-Motor ist er im Allgemeinen für Anwendungen mit geringerer Leistung ausgelegt. Andererseits könnte die Verwendung eines großen Drehstrommotors für eine kleine Arbeit übertrieben und unnötig teuer sein, vor allem, wenn Sie derzeit keine Drehstromversorgung zur Verfügung haben. Die entscheidenden Unterschiede in der Entwicklung und Funktionsweise dieser Motoren bedeuten, dass sie für verschiedene Aufgaben geeignet sind. Ein einphasiger Motor eignet sich hervorragend für niedrige Leistungsanforderungen, während ein dreiphasiger Motor bei schweren Lasten erfolgreich ist. Leistung und Lebensdauer Ihres Motors hängen von der richtigen Wahl ab. Jeder Motor hat seine Funktion.

Reden wir über die Stromversorgung: Einphasige Stromversorgung vs. dreiphasige Stromversorgung, was ist das Schnäppchen?

Um den Unterschied zwischen einphasigen und dreiphasigen Motoren zu verstehen, ist es wichtig, die Stromversorgung zu kennen. Einphasiger Strom ist das, was die meisten Haushalte und kleinen Unternehmen haben. Hier wird eine einzige Wechselspannung verwendet. Diese Stromversorgung besteht in der Regel aus zwei primären Drähten: einem Heißleiter, der den Strom führt, und einem Nullleiter, der den Stromkreis schließt. Für den allgemeinen Gebrauch ist es einfacher zu montieren und zu pflegen. Diese einphasige Stromversorgung eignet sich hervorragend für die Beleuchtung und alltägliche Geräte, die mit einem einphasigen Motor betrieben werden. Dreiphasige Stromversorgungen sind dagegen eher in gewerblichen Anwendungen und größeren Industriegebäuden üblich. Bei einer dreiphasigen Stromversorgung werden drei Wechselströme verwendet. Diese 3 Ströme laufen um 120 Stufen versetzt zueinander. Diese Anordnung, bei der häufig drei heiße Drähte und ein Nullleiter (in einer Wye-Anordnung) oder nur drei heiße Drähte (in einer Delta-Anordnung) verwendet werden, liefert einen gleichmäßigeren und ausgeglicheneren Stromfluss. Dies ist optimal für den Betrieb großer, leistungsstarker Elektromotoren, wie z. B. eines Dreiphasen-Induktionsmotors. Die verfügbare Stromversorgung bestimmt also häufig, welche Art von Motor Sie verwenden können. Sie können einen Drehstrommotor nicht einfach an eine normale Haushaltssteckdose anschließen, die nur einphasigen Strom liefert, es sei denn, Sie benötigen spezielle (und häufig teure) Umformer. Der Motor braucht die ideale Art von Strom, um richtig und erfolgreich zu laufen.

Wie genau läuft ein Einphasenmotor an? Ist er selbstanlaufend?

Einphasige Elektromotoren sind nicht selbstanlaufend. Dies ist ein kritischer Punkt. Ein einphasiger Motor, der direkt an eine einphasige Stromversorgung angeschlossen ist, brummt nur, weil sein elektromagnetisches Feld vorwärts und rückwärts pulsiert, anstatt sich zu drehen. Es braucht einen kleinen Trick, um den Rotor zum Drehen zu bringen. Der Motor braucht ein Mittel, um einen vorübergehenden Dreheffekt zu erzeugen. Um dies zu erreichen, verwenden einphasige Elektromotoren in der Regel eine Anlaufvorrichtung. Ein üblicher Ansatz ist ein Kondensator. Der Kondensator wird mit einer Hilfswicklung (auch Startwicklung genannt) (ein zweiter Satz von Wicklungen im Motor) verwendet, um eine Phasenverschiebung in der Hilfswicklung zu erzeugen. Diese 90°-Phasenverschiebung erzeugt ein schwaches elektromagnetisches Drehfeld, das gerade ausreicht, um den Motor in Gang zu bringen. Sobald der Motor seine Drehzahl erreicht hat, werden der Anlaufstromkreis und der Kondensator normalerweise abgeschaltet. Verschiedene andere Arten, wie der Spaltpfosten-Induktionsmotor, verwenden verschiedene Methoden mit einer "Abschirmspule", um diesen Startschub für den Motor zu erzeugen. Dieser Bedarf an einem Startsystem macht den Einphasenmotor in mancher Hinsicht etwas komplexer als einen einfachen Drehstrommotor, obwohl er eine einfachere Stromversorgung verwendet. Ohne diese Starthilfe würde Ihr Einphasenmotor nur dastehen und Geräusche machen, ohne in der Lage zu sein, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Dieser Motor verlässt sich auf diese intelligenten Techniken.

Und wie kommt ein dreiphasiger Motor in Gang? Ist es einfacher?

Wenn wir uns jetzt einen Drehstrommotor ansehen, ist das Starten viel einfacher. Ja, ein Drehstrommotor lässt sich im Allgemeinen leichter starten! Der Zauber liegt in der dreiphasigen Stromversorgung selbst. Da dieser Motor eine dreiphasige Stromquelle verwendet, bei der die drei Wechselströme genau im richtigen Verhältnis zueinander stehen, erzeugt er normalerweise ein rotierendes Magnetfeld im Motor, sobald Strom verbraucht wird. Dies bedeutet, dass dreiphasige Elektromotoren von Natur aus selbstanlaufend sind. Sie benötigen weder einen externen Kondensator noch komplizierte Startwicklungen, um den Rotor zum Drehen zu bringen. Die Bauart des Motors und die Beschaffenheit des Drehstromnetzes spielen wunderbar zusammen. Das macht den Startvorgang für diese Art von Motor extrem zuverlässig und einfach. Der Motor beginnt einfach damit, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Diese Selbststarteigenschaft ist einer der großen Vorteile eines Drehstrommotors, insbesondere bei industriellen Anwendungen, bei denen Integrität und Einfachheit des Betriebs wichtig sind. Der Motor funktioniert einfach. Es ist eine elegantere Lösung für das Starten eines Motors ohne zusätzliche Komponenten nur für diesen Zweck. Das Konzept der 3-Phasen-Induktion ist wirklich effizient.

Wann sollte ich einen einphasigen Motor für meine Aufgabe wählen?

Wann ist also ein Einphasenmotor das beste Werkzeug für die Arbeit? Ich habe festgestellt, dass einphasige Elektromotoren in der Regel die beste Wahl sind, wenn Ihr Strombedarf relativ gering ist und Sie nur Zugang zu einem einphasigen Stromnetz haben. Das deckt eine ganze Menge ab! Denken Sie an viele Haushaltsgeräte: Kühlschränke, Anhänger, Waschmaschinen und Elektrowerkzeuge wie Bohrmaschinen oder kleine Sägen. All diese Geräte arbeiten in der Regel mit einem Einphasenmotor. Ein einphasiger Motor ist außerdem eine gute Wahl, wenn der Anschaffungspreis des Motors ein wichtiger Aspekt ist. Sie sind in der Regel günstiger in der Anschaffung als dreiphasige Elektromotoren. Wenn Sie eine kleine Werkstatt betreiben oder einen Motor für eine Hobbyarbeit benötigen, ist ein Einphasenmotor sicherlich völlig ausreichend. Dieser Motor ist ein Arbeitstier für alltägliche Aufgaben. Dieser Motortyp eignet sich außerdem für Anwendungen, bei denen es auf eine einfache elektrische Installation ankommt. Da er eine einphasige Stromversorgung nutzt, um elektrische Energie in mechanische Arbeit umzuwandeln, ist die Schaltung viel weniger komplex. Für zahlreiche Motoren, die im Haushalt oder in kleinen Betrieben eingesetzt werden, bietet ein Einphasenmotor ein gutes Verhältnis zwischen Effizienz und Kosten. Dieser Motor kann mehrere Aufgaben mit geringer Leistung effizient bewältigen.

Wann ist ein dreiphasiger Motor die richtige Wahl für schwere Lasten?

Wann braucht man denn nun unbedingt einen Drehstrommotor? Aus meiner Erfahrung weiß ich, dass ein Drehstrommotor die erste Wahl ist, wenn man große Mengen zu bewältigen hat und noch mehr Kraft und Leistung benötigt. Diese Elektromotoren eignen sich gut für gewerbliche Anwendungen. Sie werden sehen, dass ein Drehstrom-Asynchronmotor zum Antrieb von Förderanlagen, großen Pumpen, Kompressoren, Schleifmaschinen und anderen robusten Geräten eingesetzt wird. Wenn Ihre Motoranwendung ein hohes Anfangsdrehmoment (die Drehkraft, um Punkte in Bewegung zu setzen) und einen gleichmäßigen, kontinuierlichen Betrieb unter vielen Bedingungen erfordert, ist ein Drehstrommotor am besten geeignet. Da dieser Elektromotor eine dreiphasige Stromversorgung nutzt, um elektrische Energie in mechanische Arbeit umzuwandeln, liefert er besonders konstant Strom, was zu einem ruhigeren Betrieb und weniger Vibrationen führt als ein entsprechender Einphasenmotor. Der Motor ist für eine anspruchsvolle Aufgabe gebaut. Ein weiterer wichtiger Grund für die Wahl eines Drehstrommotors ist die Effektivität, insbesondere bei größeren Elektromotoren, die viele Stunden im Einsatz sind. Sie haben im Allgemeinen einen besseren Wirkungsgrad und Leistungsfaktor als einphasige Motoren, was bedeutet, dass sie mit viel weniger Energieverlusten mehr leisten können. Wenn Sie Zugang zu einer dreiphasigen Stromversorgung haben und der Motor große Geräte antreiben muss, ist ein Drehstrommotor oft die weitaus bessere und robustere Option. Der dreiphasige Asynchronmotor eignet sich perfekt für diese Fälle.

Was sind die wichtigsten Leistungsunterschiede zwischen einphasigen und dreiphasigen Motoren?

Lassen Sie uns die Leistungen direkt vergleichen. Die wesentlichen Unterschiede zwischen einphasigen und dreiphasigen Motoren sind ziemlich signifikant. Ein Drehstrommotor bietet normalerweise einen höheren Wirkungsgrad und einen besseren Leistungsfaktor. Das bedeutet, dass ein größerer Teil der elektrischen Energie in nützliche mechanische Energie umgewandelt wird und viel weniger verloren geht. Dieser Motor ist ein solider Unterhalter. Ein Drehstrommotor bietet ebenfalls ein kontinuierlicheres Drehmoment, was bedeutet, dass er im Gegensatz zu einem Einphasenmotor ruhiger und mit viel weniger Vibrationen läuft. Stellen Sie sich das wie einen Motor vor: Ein einphasiger Motor ist wie ein Einzylindermotor (ein bisschen ruckelig), während ein Drehstrommotor wie ein Mehrzylindermotor (viel ruhiger) ist. Diese Laufruhe kann für die Haltbarkeit sowohl des Motors als auch der von ihm angetriebenen Werkzeuge entscheidend sein. Die Unterschiede zwischen einphasiger und dreiphasiger Leistung sind hier deutlich. Was das Anlassen betrifft, so ist der Drehstrommotor, wie bereits erwähnt, selbstanlaufend, während der Einphasenmotor eine Hilfe (wie einen Kondensator) benötigt. Das macht den Drehstrommotor in dieser Hinsicht weniger komplex. Außerdem ist ein Drehstrommotor bei gleicher PS-Leistung häufig kleiner und leichter als ein Einphasenmotor. Dies kann ein Faktor sein, wenn der Platz für Ihren Motor knapp ist. Der Unterschied zwischen Einphasen- und Drehstrommotoren ist in der Regel auf die Leistung und den Grad der Laufruhe zurückzuführen.

Sind dreiphasige Motoren effizienter? Warum sagt man das?

Ja, in der Regel sind dreiphasige Elektromotoren viel effizienter als einphasige Elektromotoren, insbesondere bei höheren PS-Zahlen. Warum ist das so? Ein wichtiger Faktor ist, dass die dreiphasige Stromversorgung von Natur aus viel ausgeglichener ist und viel kontinuierlicher Strom liefert. Dadurch werden die Motorverluste minimiert, d. h. die Energie, die als Wärme verschwendet wird. Ein Drehstrommotor muss nicht so hart arbeiten, um seine Aktivität aufrechtzuerhalten, da die Energie in dieser gleichmäßigen, rotierenden Methode geliefert wird. Da sie effizienter sind, benötigen Drehstrommotoren weniger elektrische Eingangsleistung, um die gleiche mechanische Ausgangsleistung wie ein Einphasenmotor zu erzeugen. Dies bedeutet, dass Sie mit einem Drehstrommotor über die gesamte Lebensdauer des Motors hinweg bares Geld bei den Stromrechnungen sparen können, insbesondere wenn der Motor regelmäßig oder über längere Zeiträume läuft. Dieser höhere Wirkungsgrad bedeutet auch, dass der Motor kühler läuft, was seine Lebensdauer verlängern kann. Die anfänglichen Kosten für einen Drehstrommotor und die Einrichtung einer Drehstromversorgung mögen zwar höher sein, aber die dauerhaften Betriebseinsparungen und die bessere Leistung machen ihn zu einer lohnenden Investition für anspruchsvolle Anwendungen. Der Motor leistet im Wesentlichen mehr Arbeit mit weniger elektrischer Energie. Diese Elektromotoren benötigen weniger Input für die gleiche Leistung.