Generator

Ein Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um.

Grundsätzlich besteht ein Generator aus einem Läufer und einem Ständer. Der Läufer wird auch als Rotor eines Generators und der Ständer als Stator eines Generators bezeichnet. Bei der Stromerzeugung bewegt sich der Rotor im Stator. Durch die Drehbewegung und die erzeugten elektromagnetischen Wechselwirkungen wird im Stator elektrische Energie erzeugt.

In einem Kraftwerksprozess ist der Generator über eine gemeinsame Welle mit den vorgeschalteten Turbinen verbunden. Bei der Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie treten Verluste von ca. 1 bis 2 Prozent auf, wodurch sich Wirkungsgrade von 98 bis 99 Prozent ergeben. In Deutschland weist das öffentliche Stromnetz eine Netzfrequenz von 50 Hz auf. In den meisten Anlagen dreht der Generator dann mit 3.000 Umdrehungen pro Minute.

Unterschieden werden Synchrongeneratoren und Asynchrongeneratoren. Bei einem Synchrongenerator wird der Läufer durch das Anlegen eines Gleichstroms angeregt. Dadurch entsteht ein Magnetfeld, das sogenannte Erregerfeld. Durch die Rotation des Läufers im Ständer und die wirkenden elektromagnetischen Kräfte wird im Ständer ebenfalls ein Magnetfeld erzeugt. Dies wird als Ankerfeld bezeichnet. Durch die Wechselwirkung des Ankerfeldes mit dem Erregerfeld wird elektrischer Strom erzeugt. Die Frequenz des generierten Stroms ist dabei unter anderem von der Drehzahl des Läufers abhängig. Bei Synchrongeneratoren erfolgen die Bewegung des Läufers und die des Ankerfeldes synchron.

Bei Asynchrongeneratoren ist die Bewegung des Läufers zum Ankerfeld nicht synchron. Der Versatz bei der Rotationsbewegung wird als Schlupf bezeichnet. Durch Veränderungen des Stroms des Läufers verändert sich das Erregerfeld. Dadurch wird der Schlupf des Generators beeinflusst. So kann die Drehzahl des Generators angepasst werden.

In Großkraftwerken werden Synchrongeneratoren zur Erzeugung von Drehstrom eingesetzt. Aufgrund der hohen Leistungen und der kontinuierlichen Wärmeentwicklung müssen die Generatoren gekühlt werden. Neben dem Einsatz in Großkraftwerken sind Generatoren auch in zahlreichen kleineren Anlagen zur Stromerzeugung zu finden, beispielsweise als Generator einer Windkraftanlage.

Synonym(e):

Mechanisch-elektrischer Energiewandler, Stromgenerator, Elektrogenerator

Englische Übersetzung(en):

generator