Mehrphasensysteme

Mehrphasensysteme bezeichnet elektrische Systeme, die mehr als eine Wechselspannung verwenden, um Energie zu übertragen oder zu nutzen. Am verbreitetsten ist das Dreiphasensystem, bei dem drei sinusförmige Spannungen gleicherAmplitude mit einem Phasenversatz von 120 Grad zueinander erzeugt werden. Ergänzend gibt es Mehrphasenkonfigurationen mit sechs, zwölf oder mehr Phasen, die in bestimmten Anwendungen Vorteile bieten können.

In der Praxis lassen sich Dreiphasen-Netze als Stern- (Y) oder Dreieck-Verbindungen (Δ) verschalten. Die drei Phasen liefern zusammen eine rotierende magnetische Feldkomponente, die insbesondere Motoren eine gleichmäßige Drehbewegung ermöglicht. Aus Sicht der Verbraucher ergeben sich Phasen- oder Line-Spannungen; bei ausgewogener Last bleibt die Leistungsaufnahme weitgehend konstant, wodurch sich Spannungsschwankungen reduziert. Transformer- und Netzkomponenten profitieren ebenfalls von der gleichmäßigeren Leistungsübertragung.

Vorteile von Mehrphasensystemen sind geringere Leiterquerschnitte für die gleiche Leistung, einfachere Transformatorenanordnungen und eine effizientere Energieübertragung über lange Strecken. Zudem ermöglicht ein mehrphasiges System die Erzeugung eines rotierenden Magnetfelds, das Synchron- oder Asynchronmotoren antreibt und so zu glatterem Lauf und besserer Leistungsdichte beitragen kann. In der Praxis dominieren Dreiphasensysteme, während sechs- oder zwölfphasen-Konfigurationen in spezialisierten Anwendungen wie leistungsstarken Gleichrichtersystemen oder redundanten Anordnungen eingesetzt werden.

Historisch entwickelte sich die polyphasige Energieübertragung im späten 19. Jahrhundert; das Dreiphasensystem wurde durch Beiträge von Pionieren wie Nikola Tesla und George Westinghouse zur Standardlösung für Erzeugung, Übertragung und Verteilung.