Archiv Papiertechnik

Elektrische Generatoren

In Papier + Technik Juni/Juli 2006 wurde die Induktivität behandelt. Das Prinzip der Induktion ist für die Technik von überragender Bedeutung – ohne Generator und Motor ginge heute buchstäblich gar nichts.

HLD

Die Bezeichnung Generator leitet sich vom lateinischen generare ab, das bedeutet erzeugen. Man nennt allgemein etwas oder auch jemand so, der etwas anderes erzeugt. In der Elektrotechnik ist der Generator ein Gerät zur Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie, deshalb „Elektrischer Generator“.

Es gibt Gleich- und Wechselstromgeneratoren. Wenn sich beim Gleichstromgenerator der Anker des Generators, angetrieben von der mechanisch bewegten Kraftquelle, zum Beispiel einem Verbrennungsmotor, zwischen zwei stationären Feldpolen dreht, fließt der elektrische Strom im Anker eine halbe Umdrehung lang in eine Richtung und eine halbe Umdrehung lang in die entgegengesetzte Richtung. Um Gleichstrom zu erhalten, muss man die Stromrichtung jeweils umkehren, so dass nur eine Fließrichtung zugelassen wird. Dies bewirkt der Kollektor, auch als Stromwender oder Kommutator bezeichnet. Moderne Gleichstromgeneratoren haben trommelförmige Anker mit vielen Wicklungen, die mit den Segmenten eines Mehrfachkollektors verbunden sind. Die Felder besitzen zur Verstärkung des Magnetfeldes meist vier oder mehr Pole. Kleinere Zwischenpole gleichen durch die magnetische Wirkung des Ankers verursachte Verzerrungen des Magnetfeldes aus. Dadurch bleibt der von den Ankerwindungen erzeugte Strom praktisch konstant. Gleichstromgeneratoren erzeugen üblicherweise Spannungen bis zu 1000 Volt (Spannung siehe Papiermacher 6/2002).

Beim Wechselstromgenerator erzeugt ein einfacher Generator ohne Kollektor einen elektrischen Strom, dessen Richtung sich mit der Drehung des Ankers ändert. Wechselstromgeneratoren induzieren somit einen Strom, der abwechselnd auf einen positiven Spitzenwert ansteigt, dann über null auf einen negativen Spitzenwert sinkt und wieder auf null steigt (= eine Phase). Man bezeichnet diesen Strom als einphasigen Wechselstrom. Die Frequenz (siehe Papiermacher 8/2002) dieses Stromes ist die Hälfte des Produkts aus der Anzahl der Pole und der Anzahl der Umdrehungen des Ankers pro Sekunde. Besitzt der Anker drei Wicklungen, die in einem Winkel von 120 Grad zueinander stehen, erzeugt man einen Strom in Form einer dreifachen Welle, den Dreiphasenwechselstrom oder kurz Drehstrom. Wegen der Vorteile des Wechselstroms bei der Übertragung der elektrischen Energie (Transformator, siehe Papier+Technik 6–7/2006) erzeugen große Generatoren heute Wechsel- beziehungsweise meist Drehstrom mit normalerweise bis zu 13 200 Volt bei einer Frequenz von 50 Hertz (Europa) oder 60 Hertz (Amerika). Der Bahnstrom in Deutschland hat 16 2/3 Hertz (Straßenbahnen werden meist mit Gleichstrom versorgt). Andere Bahnsysteme werden auch mit 25 Hertz-Strom versorgt.