Generạtor

eine Maschine zur Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie. Dazu wird die elektromagnetische Induktion einer im Magnetfeld bewegten Leiterschleife ausgenutzt. Man unterscheidet grundsätzlich Innenpolgeneratoren, bei denen der Läufer der Träger des Magnetfelds ist und die induzierte Spannung an der Ständerwicklung abgenommen wird, und Außenpolgeneratoren, bei denen der Ständer das Feld aufbaut und die Spannung am Läufer abgegriffen wird. Die Feldmagnete sind Elektromagnete (Ausnahme: Fahrraddynamo), die entweder von getrennten Stromquellen erregt werden (Fremderregung) oder von der erzeugten Spannung selbst (dynamo-elektrisches Prinzip)

Der Gleichstrom-Generator ist meist ein Außenpolgenerator. Die Ankerwicklung schneidet beim Rotieren die Feldlinien der verschiedenen Magnetpole, so dass eine Wechselspannung induziert wird. Durch eine geeignete Umpolschaltung (Kommutator) wird jeweils die negative Halbwelle positiv abgegriffen, und man erhält so pulsierenden Gleichstrom. Um ihn zu glätten, bringt man auf dem Anker mehrere getrennte Wicklungen an, deren Induktionsspannungen zeitlich verschoben ihr Maximum erreichen. Die Überlagerung dieser verschiedenen Phasen ergibt einen nur noch leicht schwankenden Gleichstrom. Das Ständerfeld wird entweder von einer getrennten Gleichstromquelle erregt oder von der Ankerspannung selbst, wobei sich das Feld und die induzierte Spannung gegenseitig verstärken, bis der stationäre Betriebspunkt erreicht ist. – Gleichstromgeneratoren werden als Hauptschluss-, Nebenschluss- und Verbundmaschinen gebaut (Elektromotor).

Der Wechselstrom- bzw. Drehstrom-Generator ist ein Innenpol- oder Außenpolgenerator mit fremderregtem Feld. Die Wechselspannung wird ohne Kommutator direkt abgenommen. Wechselstromgeneratoren sind deshalb robuster als Gleichstromgeneratoren und werden bis zu sehr großen Leistungen gebaut. Die Frequenz des Wechselstroms hängt von der Drehzahl des Polrads und der Anzahl der Magnetpole ab. Beim Synchrongenerator dreht sich der Läufer immer gleich schnell, so dass der Generator eine feste Netzfrequenz (z. B. 50 Hz) erzeugt. Drehstromgeneratoren erzeugen in getrennten Wicklungen drei um 120° phasenverschobene Spannungen, die dem Verbraucher zugeführt werden.

Große praktische Bedeutung hat heute nur der Drehstrom-Synchron-Generator. Mit massiven Stahlzylindern als Läufer, dessen Wicklungen in geschlossenen Nuten verlaufen, leisten die sog. Turbogeneratoren mehrere hunderttausend Kilowatt bei Spannungen um 10 000 oder 20 000 Volt. – Als Antrieb für Generatoren kommen besonders Wasser- und Dampfturbinen in Frage, für ortsveränderliche Anlagen auch Verbrennungsmotoren und Gasturbinen.