Einphasig vs. dreiphasig: Unterschied und Vergleich

Einphasige Systeme werden vor allem für kleine Anwendungen wie Wohn- und Gewerbebauten eingesetzt. Sie bestehen aus zwei Drähten – einem stromführenden Draht und einem Neutralleiter. Dreiphasensysteme werden für großindustrielle Anwendungen und die Energieübertragung über große Entfernungen eingesetzt.

Key Take Away

1. Einphasige Stromversorgungssysteme haben eine Wechselstromwellenform, während dreiphasige Systeme drei Wellenformen haben, die um 120 Grad voneinander versetzt sind.
2. Dreiphasensysteme können mit weniger Leitermaterial mehr Leistung liefern und sind effizienter als Einphasensysteme.
3. Einphasige Systeme sind einfacher und häufiger in Wohnanwendungen, während dreiphasige Systeme in verschiedenen gewerblichen und industriellen Umgebungen für höhere Leistungsanforderungen verwendet werden.

Was ist eine einzelne Phase?

Spannungsschwankungen in einer einphasigen Versorgung treten überall gleichzeitig auf. Aufgrund seiner Verbreitung in Haushaltsumgebungen wird einphasiger Strom manchmal als „Wohnspannung“ bezeichnet. In einem einphasigen Aufbau wird Strom sowohl über die Phase als auch über den Neutralleiter übertragen.

Die Funktionsweise eines einphasigen Anschlusses ist konventionell und einfach zu verstehen. Aufgrund dieser geringeren Nutzung ist die Stromübertragung über eine einphasige Verbindung effizienter und verbraucht weniger Energie. Motoren mit einem Bedarf bis 5 PS können sicher an einer einphasigen Stromquelle betrieben werden.

In einem einphasigen Stromsystem wird Strom über nur zwei Drähte übertragen, die „Phase“ und den „Neutralleiter“. Der Phasenleiter ist für die Stromversorgung der Last verantwortlich, während der Neutralleiter den Strom zurückführt. Die übliche einphasige Spannung beträgt 230 V und die Frequenz 50 Hz (dies variiert jedoch je nach Standort) (dies hängt davon ab, wo Sie leben). Bei einem einphasigen Anschluss stören Spannungsschwankungen den stetigen Energiefluss zur Last.

Einphasige Anschlüsse zielen darauf ab, Haushalte und andere häusliche Einrichtungen zu versorgen. Dies liegt an dem geringen Energiebedarf typischer Haushaltsgeräte (TV, Licht, Ventilator, Kühlschrank etc.). Sie können einen Industriemotor oder andere schwere Maschinen nicht mit einer einphasigen Versorgung versorgen.

Kleine Motoren mit einer Nennleistung von weniger als einem Kilowatt können aufgrund des geringen erforderlichen Anlaufmoments nicht am Einphasennetz betrieben werden. Daher ist der Starter des Motors eine wesentliche Komponente.

Was ist ein Dreiphasen?

Dreiphasenstrom nutzt drei unabhängige Stromversorgungen über drei Wechselströme. Es handelt sich um eine Art elektrische Energieverteilung. Bei Wechselstrom erreicht die Spannung an jedem Leiter jede Drittelsekunde zum gleichen Zeitpunkt im Zyklus ihren Höhepunkt. 

In einem dreiphasigen Aufbau werden drei stromführende Drähte und ein Neutralleiter benötigt. Die Winkel von 120 Grad zwischen den Leiterdrähten sind ziemlich genau. Darüber hinaus kann eine dreiphasige Anschlussversorgung entweder in Stern- oder in Dreieckausführung ausgeführt werden. Für eine Sternschaltung werden sowohl Erdungs- als auch Neutralleiter benötigt. In einer Dreieckschaltung ist kein Neutralleiter erforderlich.

Dreiphasenstrom erzeugt drei Wechselströme und drei verschiedene elektrische Dienste. Jeder Wechselstromzweig erreicht bereits nach einem Drittel einer Periode eine maximale Spannung. Mit anderen Worten, die Ausgangsleistung einer dreiphasigen Stromquelle ist konstant und fällt nie unter Null.

Die Spannung zwischen zwei beliebigen Phasen beträgt in einem dreiphasigen Stromversorgungssystem etwa 415 V. Die Spannung zwischen jeder Phase und dem Neutralleiter beträgt 240 V. Eine dreiphasige Versorgung kann problemlos als drei separate einphasige Versorgungen dienen.

Dreiphasenversorgungen haben mehrere Nachteile. Beispielsweise darf die Verkabelung auf keinen Fall überlastet werden. Außerdem kann es teuer werden, beschädigte Geräte zu reparieren. Aufgrund der hohen Einheitsspannung kann das Isolieren eines dreiphasigen Stromanschlusses teuer sein.

Unterschied zwischen einphasig und dreiphasig

1. Einphasiger Strom hat 1 Ganzwellenzyklus, während dreiphasiger Strom 3 hat.
2. Die Ausgangsspannung beträgt bei einphasiger Stromversorgung 230 V und bei dreiphasiger Stromversorgung 415 V.
3. Einphasiger Strom ist weniger effizient als dreiphasiger.
4. Die Verlustleistung ist bei einphasigem Strom höher als bei dreiphasigem Strom.
5. Einphasenstrom wird in Haushaltsgeräten und nichtindustriellen Unternehmen verwendet. Drehstrom hingegen wird in Industriebetrieben eingesetzt.

Vergleich zwischen einphasig und dreiphasig

Vergleichsparameter	einphasig	Drei Phase
Wellenzyklus	1	3
Ausgangsspannungspegel	230V	415V
Wirkungsgrad	Weniger effizient	Effizienter
Leistungsverlust	Höher	Senken
Anwendungen	Haushaltsgeräte	Industriebetriebe

Literaturhinweise

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6908042/
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4126819/