Techniklexikon

Drehstromgenerator

Elektrodynamik und Elektrotechnik, Synchrongenerator, Maschine zur Erzeugung von Drehstrom, der folgendes Prinzip zugrunde liegt: Ein kleines Magnetsystem, das mit Gleichstrom erregt wird, läuft in den drei festliegenden Ankerwicklungen des Ständers um und induziert dort Wechselspannungen. Die Wicklungen bilden jeweils Winkel von 120°, so dass die erzeugten Wechselspannungen gegeneinander ebenfalls um 120° phasenverschoben sind. Zur Fortleitung des Stromes werden entweder die inneren Enden der Ankerwicklungen im Sternpunkt zusammengefasst und die äusseren mit den Leitungen (Phasen) des Drehstromnetzes verbunden (Sternschaltung), oder die Wicklungen werden in Reihe zu einem Dreieck geschaltet, an dessen Ecken die Phasen abgegriffen werden (Dreiecksschaltung). Zwischen der Frequenz n des erzeugten Wechselstromes, der Antriebsdrehzahl n und der Polzahl 2p (Gesamtzahl der Nord- und Südpole des Magnetsystems) besteht die Beziehung n = pn. Daher muss eine zweipolige Maschine mit 3000 U/min laufen, um eine 50-Hz-Wechselspannung zu erzeugen (Turbogenerator), mehrpolige Maschinen z.B. in Wasserkraftwerken entsprechend langsamer. Arbeiten mehrere Drehstromgeneratoren parallel auf einem Netz, müssen alle Maschinen "synchron" laufen, also in Gleichtakt mit der Netzfrequenz. Die für die Speisung des Erregerfeldes nötige Gleichspannung wird meist einer kleinen Gleichstrommaschine (sog. Erregermaschine) entnommen, die mit der Welle des Drehstromgenerators gekoppelt ist.

Fast die gesamte elektrische Energie wird heute durch Drehstromgeneratoren erzeugt. Es sind Anlagen von bis zu 100MW in Betrieb. Für spezielle Anwendungen können Frequenzen von bis zu 500Hz erzeugt werden, für höhere Frequenzen, bis etwa 10kHz, gibt es Sonderbauten umlaufender Generatoren.