Techniklexikon

Gleichstromgenerator

Elektrodynamik und Elektrotechnik, Dynamomaschine, ein umlaufender Stromerzeuger (Generator) für Gleichstrom. Der Anker des Gleichstromgenerators rotiert in einem magnetischen Gleichfeld, das von der stromdurchflossenen Erregerwicklung im feststehenden Teil (Ständer) der Maschine erzeugt wird. In den Teilspulen der Ankerwicklung werden dadurch Wechselspannungen induziert, die mit sog. Bürsten abgenommen werden. Wie beim Gleichstrommotor wird diese im Anker induzierte Wechselspannung mit Hilfe eines Stromwenders (Kommutator, Kollektor) gleichgerichtet, so dass die Maschine nach aussen Gleichstrom liefert, obwohl der Strom in den einzelnen Ankerleitern ständig seine Richtung wechselt (kommutiert wird, Abb. 1). Die Erregung des Magnetfeldes kann einer fremden Spannungsquelle entnommen werden (Fremderregung), oder die Maschine kann ihren Erregerstrom selbst liefern (Selbsterregung, dynamoelektrisches Prinzip, Abb. 2). Wird im letzteren Fall die Erregerwicklung mit der Ankerwicklung in Reihe geschaltet (Hauptschlusserregung), so ist der Erregerstrom gleichzeitig der Belastungsstrom des Generators. In diesem Falle wird das Feld und damit die Spannung der Maschine, die dem Produkt aus Drehzahl und Feld proportional ist, stark von der Belastung abhängig. Diese Schaltung wird daher selten angewendet. Gebräuchlicher dagegen ist die Nebenschlusserregung, bei der die Erregerwicklung parallel zu den Bürsten liegt und daher eine praktisch konstante Spannung erhält. Die hierbei noch geringe Spannungsänderung bei Belastung gleicht man oft durch eine zusätzliche Reihenschlusswicklung mit wenigen Windungen auf den Erregerpolen aus (Verbundgenerator, Compoundgenerator, Doppelschlussmaschine).

Der Gleichstromgenerator kann in derselben Schaltung auch als Elektromotor betrieben werden (Gleichstrommotor). Lediglich etwa vorhandene Reihenschluss-Erregerwicklungen müssen für diesen Zweck umgepolt werden.

Da der Strom des Gleichstromgenerators durch Gleichrichtung eines Wechselstromes erhalten wird, ist dieser Gleichstrom nicht frei von Oberwellen, die einige Prozente des Stromes betragen (Restwelligkeit).

Gleichstromgenerator 1: Aufbau; E: Erregerwicklung, R: Rotor (Läufer), K: Kollektor (Stromwender), W: Wendepole.

Gleichstromgenerator 2: Schaltungen der Erreger- und Ankerwicklung: a) fremderregter Generator; b) Nebenschlussgenerator; c) Reihenschlussgenerator; d) Doppelschlussgenerator; e) Krämer-Generator mit Nebenschluss-, Gegenreihenschluss- und fremderregender Wicklung, liefert annähernd konstanten Strom z.B. für Elektroschweissen; f) Metadyne, fremderregt (Ausnutzung des Ankerquerfeldes); g) Amplidyne: Fremderregung mit Reihenschluss und zweitem Bürstensatz zur Ausnutzung des Ankerquerfeldes, Verstärkermaschine. K, J: Klemmenbezeichnung bei Fremderregung, G: Generator.