Generatoren sind Maschinen, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Sie können in Wechselstrom- und Gleichstromgeneratoren unterteilt werden. Die Bedeutung der ersten ist unvergleichlich größer, aber die anderen haben noch eine große Anwendung.
Moderne Wechselstromquellen sind fast ausschließlich Induktionsgeneratoren, deren Arbeitsprinzip auf elektromagnetischer Induktion beruht. In diesem Fall wird der elektromagnetische Strom durch Drehen der Leiter im Magnetfeld erhalten. Heute sind fast alle Wechselstromgeneratoren dreiphasig. Dies bedeutet, dass sie in ihrem beweglichen Teil, der als Rotor bezeichnet wird, drei separate Spulen haben, die in einem Winkel von 120 ° zueinander angeordnet sind, in denen drei EMV um 120 ° genau phasenverschoben sind, oder zeitlich nacheinander dritte Periode.
Spulen werden normalerweise durch die Buchstaben R, S und T angezeigt, von denen jede eine einzelne Phase definiert. Abhängig von der Bindung dieser Spulen erfolgt die Übertragung von Strom vom Generator zum Verbraucher mit 4 oder mit 3 Leitern. Wenn zu Beginn alle Spulen an einem Punkt (dem sogenannten Nullpunkt) gebunden sind, spricht man von Sternverbindung. In diesem Fall sind die anderen Enden jeder Spule mit einem Phasenleiter (oder Leitungsleiter) und einem zusätzlichen Leiter vom Nullpunkt - dem Nullleiter - verbunden, und die Übertragung erfolgt mit 4 Leitern. Wenn die Spulen so gebunden sind, dass ein Ende eines Leiters mit dem Anfang des nächsten und somit mit dem Ende verbunden ist, wird eine solche Verbindung als Dreieckverbindung bezeichnet. Bei einer Sternschaltung werden die Spannungen zwischen den einzelnen Phasenleitern und den Nullleitern als Phasenspannungen bezeichnet. Alle Phasenspannungen eines gleichmäßig belasteten Netzes sind gleich und haben einen effektiven Wert von 220 V: Andererseits werden bei einer dreieckigen Verbindung die Spannungen zwischen den einzelnen Phasenleitern als Zwischenphasen- oder Leitungsspannungen bezeichnet. Zwischenphasenspannungen sind URS, UST und URT und sie sind das 3-fache der Phasenspannung. Ihr effektiver Wert ist √3 · 220 V ≈ 380 V:
Die gegenwärtigen Entwicklungen zielen darauf ab, Gleichstrommaschinen wie den Gleichstromgenerator zu eliminieren, sie werden jedoch immer noch weit verbreitet eingesetzt, wenn eine sehr glatte Spannung erforderlich ist, die durch einen Synchrongenerator mit Diode oder Netzwerkadapter nicht erreicht werden kann. Die grundlegenden Teile sind Stator und Rotor. Der Stator besteht üblicherweise aus Permanentmagneten, während der Rotor aus Weicheisen mit Kupferleitern besteht, durch die der Strom fließt. Der Strom wird dem Rotor über Bürsten zugeführt, die auf Kupfersegmente treffen. Um den Rotor kontinuierlich zu drehen und keinen Kurzschluss zu bilden, wenn die
Wenn die Bürste zwei benachbarte Segmente berührt, muss der Rotor mindestens drei Segmente haben, während normalerweise mehr als 10 vorhanden sind. Der Gleichstrom der Statorwicklung erzeugt ein permanentes Magnetfeld. Der Rotor dreht sich in diesem Magnetfeld und erzeugt aufgrund der dynamischen Induktion eine EMV. Alle elektromotorischen Kräfte unter einem Pol liegen in derselben Richtung und unter einem anderen in entgegengesetzter Richtung. Die EMV unter einem Pol werden addiert und ihr Gesamtwert wird an den Bürsten erhalten. Der Wert der EMV in einer Wicklung ändert sich von Null, wenn die Kontur auf den magnetischen Kraftliniennormalen über dem Maximum ist, wenn die Kontur parallel zur Achse der Pole ist. Der Strom ändert die Intensität, ändert jedoch nicht die Richtung und bildet eine pulsierende Welle. Um den pulsierenden Strom zu vermeiden, wird ein Filter eingesetzt.
Der Stator in Gleichstromgeneratoren hat die Form einer Hohlwalze mit innenliegenden Magnetpolen. Der Rotor besteht aus einem Kern, einer Welle, einer Wicklung und einem Kollektor. Der Kern besteht aus gegeneinander isolierten Dynamoblechen mit Rillen. Die Nuten sind mit Kupferdraht umwickelt, dessen Enden mit dem Kollektor verbunden sind. Der Sammler hat die Form von Scheiben, die an der Welle befestigt sind. Kohlebürsten bewegen sich entlang des Kollektors und können Strom laden / entladen. Der Stator von Wechselstromgeneratoren weist auf der Innenseite der Walze Längsnuten auf, in denen Wicklungen vorhanden sind, im Gegensatz zu einem Gleichstromelektromotor, wo Magnetpole angeordnet sind. Wenn der Strom durch die Wicklungen im Stator fließt, erscheint ein Magnetfeld. Der Rotor ähnelt dem eines Gleichstromgenerators. Anstelle des Kollektors auf der Welle befinden sich zwei voneinander getrennte Ringe. Durch die Rotation des Rotors wird in den Statorspulen Wechselstrom erzeugt, der zum Empfänger geleitet wird.
Gleichstrommaschinen können sowohl als Motor als auch als Generator arbeiten. Gleichstromgeneratoren haben die Verwendung des Halbleiter-Gleichrichters unterdrückt. Wechselstromgeneratoren werden häufig zur Erzeugung / Übertragung elektrischer Energie verwendet.