Polradwinkel

Der Polradwinkel ist der Winkel, um den die Synchronmaschine dem synchronen Drehfeld voreilt oder nacheilt. Im Generatorbetrieb ist der Polradwinkel positiv und im Motorbetrieb dementsprechend negativ zur Drehrichtung.

Der Synchrongenerator eines Kraftwerks besteht im Wesentlichen aus einem Rotor und einem Stator. Der Rotor ist eine rotierende Welle, die auf der einen Seite mit einem mechanischen und auf der anderen Seite mit einem elektrischen Moment belastet wird. Das mechanische Moment kann z. B. durch eine Gasturbine in einem konventionellen Kraftwerk oder durch ein Windrad aufgebracht werden.

Auf der anderen Seite ist der Rotor im Stator des Generators rotierend gelagert. Der Rotor besitzt ein magnetisches Feld, welches entweder durch einen Permanentmagneten oder Elektromagneten erzeugt wird. Dieses magnetische Feld rotiert während des Betriebs mit dem Rotor, da sich der Magnet im Rotor dreht. Der Stator ist röhrenförmig um den Rotor geformt und besitzt am Umfang des Rotors Kupferspulen. Werden diese Spulen an die drei Phasen des Drehstromsystems angeschlossen, erzeugen diese ein sich drehendes magnetisches Feld, welches den Rotor durchströmt. Die Magnetfelder des Rotors und Stators beeinflussen sich gegenseitig, sodass sich der magnetische Nordpol des Rotors und der magnetische Südpol des Stators anziehen und umgekehrt.

Wird die Maschine nicht belastet und vernachlässigt man jegliche Reibung, stehen sich die jeweiligen magnetischen Pole genau gegenüber und der Rotor dreht mit der Frequenz des Drehstromes im Stator. Wird der Generator nun belastet, entsteht zwischen den magnetischen Feldern im Rotor und Stator ein Versatz, sodass sich die beiden Pole nicht mehr exakt gegenüberstehen. Dieser Versatz ist der Polradwinkel und ist maßgeblich dafür verantwortlich, wie viel Wirkleistung der Generator ins Netz einspeist oder als Motor vom Netz bezieht.

Englische Übersetzung(en):

rotor displacement angle