Stromaufnahme eines Drehstrommotors

Welchen Strom nimmt ein Motor mit Abgabeleistung P_ab, cos φ und Wirkungsgrad η auf?

I = \frac{P _{ab}}{3 \cdot U \cdot cos φ \cdot η}

I = \frac{P _{ab} \cdot 1000}{3 \cdot U \cdot cos φ \cdot η}

P_{ab} = \frac{3 \cdot U \cdot I \cdot cos φ \cdot η}{1000}

U = \frac{P _{ab} \cdot 1000}{3 \cdot I \cdot cos φ \cdot η}

cos φ = \frac{P _{ab} \cdot 1000}{3 \cdot U \cdot I \cdot η}

η = \frac{P _{ab} \cdot 1000}{3 \cdot U \cdot I \cdot cos φ}

Umstellen nach

Auf dem Typenschild eines Motors steht die mechanische Abgabeleistung P_ab an der Welle, nicht die elektrische Aufnahme. Die aufgenommene Wirkleistung ist um den Wirkungsgrad η größer (P_zu = P_ab / η), und aus ihr folgt mit der Drehstromformel der Außenleiterstrom: I = P_ab / (√3 · U · cos φ · η). Der Rechner erwartet P_ab in kW.

Dieser Bemessungsstrom ist die Grundlage für Motorschutzschalter, Schütze, Leitungsquerschnitt und Absicherung von Pumpen, Lüftern, Verdichtern und Förderantrieben. Bei Teillast sinken cos φ und η, sodass der Strom weniger stark abnimmt als die Leistung; beim Direktanlauf fließt kurzzeitig das 5- bis 8-Fache des Bemessungsstroms.

Größen und Einheiten

Symbol	Bedeutung	Einheit
$I$	BemessungsstromStrom je Außenleiter bei Bemessungslast	A
$P_{ab}$	Abgabeleistungmechanische Leistung an der Welle (Typenschild)	kW
$U$	AußenleiterspannungSpannung zwischen zwei Außenleitern	V
$cos φ$	LeistungsfaktorLeistungsfaktor bei Bemessungslast (Typenschild)	–
$η$	WirkungsgradWirkungsgrad bei Bemessungslast (Typenschild), als Dezimalzahl	–

Ergebnis

Rechenweg

Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.

Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.

Beispiel

Eine Heizungs-Umwälzpumpe wird von einem Drehstrommotor mit 7,5 kW Abgabeleistung angetrieben; Typenschild: 400 V, cos φ = 0,84, η = 0,89. Welchen Bemessungsstrom nimmt der Motor auf?

Gegeben: P_ab = 7,5 kW = 7 500 W, U = 400 V, cos φ = 0,84, η = 0,89. Gesucht: I.
Formel: I = P_ab / (√3 · U · cos φ · η).
Einsetzen: I = 7 500 W / (1,732 · 400 V · 0,84 · 0,89) = 7 500 W / 518,0 V = 14,5 A.
Elektrische Aufnahmeleistung: P_zu = P_ab / η = 7,5 kW / 0,89 = 8,43 kW. Der Motorschutzschalter wird auf 14,5 A eingestellt; beim Direktanlauf fließen kurzzeitig etwa 6 · 14,5 A ≈ 87 A.

Ergebnis: 14,5 A (P_zu ≈ 8,4 kW)

Gültigkeit & Hinweise

Gilt für Bemessungsbetrieb; cos φ und η vom Typenschild gelten für Nennlast und sinken bei Teillast.
P_ab ist die mechanische Leistung an der Welle in kW; die elektrische Aufnahme ist P_ab / η.
Bei Umrichterbetrieb bezieht sich die Formel auf die Motorseite; der Netzstrom des Umrichters kann abweichen (Oberschwingungen, cos φ nahe 1).

Typische Fehler

Wirkungsgrad vergessen – dann fällt der Strom um 5 … 20 % zu klein aus.
Wirkungsgrad oder cos φ in Prozent statt als Dezimalzahl eingegeben.
230 V statt 400 V eingesetzt.

Verwandte Formeln:

Quelle: Grundlagen der Elektrotechnik (Drehstromtechnik), Tabellenbuch Elektrotechnik