Gleichstromgeneratoren: Typen, Aufbau und Funktionsweise

Wie funktioniert ein Gleichstromgenerator?

Gleichstromgeneratoren (DC-Generatoren) sind im Wesentlichen dieselben Maschinen wie Gleichstrommotoren, wenn sie als Generatoren betrieben werden. Es handelt sich um Maschinen, die elektrischen Strom durch die Umwandlung von mechanischer Energie erzeugen.

Generatoren werden zudem in Wechselstromgeneratoren (AC) und Gleichstromgeneratoren (DC bzw. Dynamos) unterteilt, je nachdem, ob sie Wechsel- oder Gleichstrom produzieren.

Darüber hinaus gibt es andere Arten von Energiequellen (keine rotierenden Maschinen), die chemische Energie in Elektrizität umwandeln, wie zum Beispiel Batterien und Akkumulatoren.

Klassifizierung von Gleichstromgeneratoren

Der fremderregte Generator

Bei dieser Art von Generator ist die Klemmenspannung nahezu unabhängig von der Last und der Drehzahl der Maschine, da die Spannung durch einen Feldregler (Rheostat) eingestellt werden kann. Dies ist jedoch nur innerhalb gewisser Grenzen möglich, da die Erregung des Induktorfeldes nicht über den Sättigungspunkt hinaus gesteigert werden kann.

Der Nebenschlussgenerator (Shunt-Generator)

Der Nebenschlussgenerator liefert Strom mit einer annähernd konstanten Spannung, unabhängig von der Last – wenngleich diese nicht so stabil ist wie beim fremderregten Generator. Wenn der externe Stromkreis geöffnet ist, erzeugt die Maschine den maximalen Erregerstrom, da der gesamte Strom durch die Erregerschaltung fließt, wodurch die Klemmenspannung ihr Maximum erreicht.

Ist der externe Stromkreis kurzgeschlossen, sinkt die im Ankerkreis produzierte Energie auf ein Minimum und die Erregerspannung sowie die Lastspannung nehmen rapide ab, bis sie verschwinden. Daher schadet ein Kurzschluss der Maschine nicht, da sie die Stromproduktion automatisch einstellt. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem fremderregten Generator, bei dem ein Kurzschluss ohne diesen automatischen Abschalteffekt schwere Schäden verursachen könnte.

Wie funktionieren DC-Generatoren?

Gleichstromgeneratoren arbeiten nach demselben Prinzip wie Gleichstrommotoren. In der Regel sind Gleichstrommotoren ähnlich aufgebaut wie Generatoren; man kann sie faktisch als rückwärts laufende Generatoren beschreiben. Generatoren sind Maschinen, die mechanische Energie in Strom umwandeln und werden oft auch als Dynamo bezeichnet.