Bei einer Spannung von 230/400V (früher 220/380V) laut Typenschild muss der Motor beim Anschluss am Drehstromnetz in Sternschaltung angeklemmt werden.
Die Strangspannung des Motor ist 230V, d.h. die Wicklung einer Phase ist für eine maximale Spannung von 230V ausgelegt.
Die 3 Wicklungsstränge laufen auf der einen Seite im Sternpunkt zusammen. Vom Sternpunt zur Phase lässt sich eine Spannung von 230V messen.
Sternschaltung am Klemmbrett
Wenn der Motor 6 Ausführungen aus der Wicklung hat, wird am Klemmbrett eine Sternbrücke (W2-U2-V2) montiert.
Bei Motoren mit 3 Wicklungsausführungen ist der Sternpunkt bereits in der Motorwicklung verbunden. In diesem Fall kann die Sternbrücke entfallen.
Die Dreieckschaltung - Motorspannung 400/690V
Das Prinzip
Bei einer Spannung laut Typenschild von 400/690V (früher 380/660V) hat der Motor einer Strangspannung von 400V.
Jede Wicklung einer Phase ist für die Drehstomnetzspannung von 400V ausgelegt.
Motoren mit 400/690V können entweder direkt oder über einen Stern-Dreieckanlauf hochgefahren werden. Diese Anlaufart wird vorwiegend bei Motoren mit Leistungen > 4 kW eingesetzt, um die Netzbelastung durch den sonst sehr hohen Anlaufstrom zu verringern.
Dreieckschaltung am Klemmbrett
Motoren für Dreieckschaltung haben grundsätzlich 6 Wicklungsausführungen.
Die Bei Direktanlauf werden am Klemmbrett 3 Dreiecksbrücken (U1-W2, V1-U2, W1-V2) montiert, die die Enden der Stränge verbinden.
Beim Sterndreick-Anlauf entfallen die Brücken. Die Umschaltung erfolgt manuell durch Stern-Dreieck-Schalter oder automatisch durch Schützschaltungen.
Nach oben ist die Spannung aufgetragen, nach rechts die Zeit. Dargestellt sind etwas mehr als 2 Wellen. Die braunen Pfeile mit den zugeh�rigen Werten sind Spannungswerte zu ausgew�hlten Zeitpunkten. Es f�llt auf, dass Werte von bis zu +325V und -325V erreicht werden. Die jedermann bekannten 230V liegen irgendwo dazwischen. Ausserdem gibt es pro Welle 2 Zeitpunkte, also 100 Zeitpunkte pro Sekunde, bei denen an der Steckdose offenbar �berhaupt keine Spannung anliegt. W�rde man genau zu diesen Zeitpunkten messen (indem man mit den Messspitzen nur sehr kurz antippt und dabei zuf�llig einen Nulldurchgang trifft), dann erhielte man tats�chlich 0 V, oder zumindest einen sehr kleinen Wert.
Wenn man von 230 Volt redet, dann braucht man einen Bezugspunkt, also einen Ort, Punkt, etc, den man auf Null Volt festlegt. In den Bereichen des technischen Alltags ist das der Erdboden, oder, was fast das Selbe ist, einer der beiden Pole der 230V Steckdose. In der Regel ist das derjenige Pol, der an dem blauen Stromleiter des aus der Wand kommenden Kabels angeschlossen ist. Der "blaue Pol" ist also der Bezugspunkt in der obigen Grafik, und er ist auch Bezugspunkt im technischen Alltag. Der andere Pol der Steckdose (Erdung wird hier nicht behandelt) ist in der Regel mit dem schwarzen Stromleiter (oft auch braun) des aus der Wand kommenden Kabels verbunden. Der "schwarze Pol" weist �ber die Zeit Spannungswerte gegen�ber dem "blauen Pol" (dem Bezugspunkt) auf, die zwischen +325V und -325V liegen.
Dem dargestellten Bild w�rde ein Leitungssystem entsprechen, das aus 2 Leitern besteht: Einer f�hrt 0V, der "Null-Leiter", und der andere 230V Wechselspannung.
Warum sagt man 230V, wenn doch tats�chlich bis zu 325V anliegen?
Zun�chst dr�ngt sich die Frage auf, warum der Mittelwert nicht Null sein soll, denn laut obiger Grafik
pendelt die Spannung ja symmetrisch um den Wert Null Volt.
Diese Argumentation ist zwar rein mathematisch richtig, l�sst aber wesentliche physikalische Sachverhalte ausser Acht. F�r (die meisten) Stromverbraucher ist es n�mlich unerheblich, in welcher Richtung der Strom fliesst, "verbraucht" wird er in beiden Flussrichtungen. Aus Verbrauchersicht k�nnten die negativen Halbwellen einfach hochgeklappt werden, und dann bekommt die mathematische Mittelung auch physikalischen Gehalt:
Bei dieser Darstellung leuchtet der Mittelwert 230V zumindest im Groben ein. Aber warum gerade 230 Volt?
Wenn man genau hinsieht, dann ist zu erkennen, dass die Fl�chenanteile der roten Kurve oberhalb der (geraden rosafarbenen) 230V Linie kleiner sind als die fehlenden Fl�chenanteile der roten Kurve unterhalb der 230V Linie. Die Mittelwertbildung kann demnach nicht auf einer fl�chenanteiligen Mittelung beruhen. Wie wird aber dann gemittelt?
Dazu muss man etwas ausholen. Die Wellenfunktion im ersten Bild ist eine sogenannte Sinusfunktion.
Diese Funktion hat gewisse mathematische Eigenschaften. Hinzu kommt, dass die Leistung, gemessen in Watt, hierbei eine Rolle spielt, n�mlich:
Eine hypothetische Gleichspannung von 230V (rosa) w�rde an einem Verbraucher die selbe Leistung erzeugen wie eine sinusf�rmige Wechselspannung mit 325 Volt als Spitzenwert, h�tte also den gleichen "Effekt".
Aus diesem Grund wird der Wert 230V~ auch Effektivwert genannt.
Effektivwert und Spitzenwert h�ngen so zusammen:
Effektivwert = Spitzenwert x 0,707
Beispiel Gl�hbirne: Eine gegebene Gl�hbirne w�rde bei 230V Gleichspannung genau so hell leuchten wie bei einer sinusf�rmigen Wechselspannung mit 325 Volt als Spitzenwert.
Warum nimmt man �berhaupt sinusf�rmige Wechselspannung und warum ausgerechnet 50 Hertz?
Das hat klare technische Gr�nde:
1. Die Sinusform entsteht allein dadurch, dass in elektrischen Generatoren eine rotierende Bewegung stattfindet. Sinusform ist also eng gekoppelt an Kreisbewegungen und l�sst sich technisch besonders einfach herstellen.
2. Wechselspannung l�sst sich leicht transformieren (also z.B. aus 20.000V 400V machen, oder umgekehrt), n�mlich mit einem einfachen Transformator. Gleichspannung ist nur mit erheblichem technischem Aufwand transformierbar, und vor 100 Jahren, als man erstmals �ber Leitungsnetze nachgedacht hat, war dies sogar ganz unm�glich.
3. 50 Hertz sind ein Kompromiss zwischen der Minimierung von �bertragungsverlusten auf grosse Entfernungen und der Minimierung der zur Transformation ben�tigten Eisenmasse von Trafos. Aus Sicht der �bertragung sollte die Frequenz kleiner sein, am besten Gleichspannung, aber aus Sicht der Transformatoren kann die Frequenz kaum hoch genug sein, 50.000 Hertz w�re hier ein geeigneter Wert. Dies kann man anschaulich so begr�nden:
Da die Frequenz h�her und damit die Periodendauer niedriger ist, muss der Transformator deutlich weniger Energie w�hrend einer Halbwelle als magnetische Feldenergie zwischenspeichern und kann daher aus wesentlich weniger Eisen bestehen.