|
Wie oben beschrieben erzeugt ein einfacher Generator ohne Kollektor einen elektrischen Strom, dessen Richtung sich mit der Drehung des Ankers ändert. Da Wechselstrom Vorteile bei der Übertragung von elektrischer Energie hat, erzeugen die meisten großen Generatoren Wechselstrom. Die einfachste Form des Wechselstromgenerators unterscheidet sich von einem Gleichstromgenerator nur in zwei Punkten: die Ankerwicklungen enden in durchgehenden Ringen an der Welle des Generators und nicht an einem Kollektor, und die Feldspulen werden von einer externen Gleichstromquelle und nicht vom Generator selbst mit Strom versorgt. Langsam laufende Wechselstromgeneratoren haben bis zu 100 Pole, wodurch ihr Wirkungsgrad gesteigert wird und die gewünschte Frequenz leichter erzielt werden kann. Wechselstromgeneratoren, die von Hochgeschwindigkeitsturbinen angetrieben werden, sind häufig mit zwei Polen ausgestattet. Die Frequenz des von Wechselstromgeneratoren erzeugten Stromes ist die Hälfte des Produkts aus der Anzahl der Pole und der Anzahl der Umdrehungen des Ankers pro Sekunde.
Vorteilhaft ist die Induktion einer möglichst hohen Spannung. Umlaufende Anker sind für solche Anwendungen wenig geeignet, da es an den Bürsten zu Funkenbildung kommen kann und mechanische Defekte zu Kurzschlüssen führen können (siehe auch elektrischer Stromkreis). Wechselstromgeneratoren haben daher einen feststehenden Anker, in dem sich ein Rotor mit Feldmagneten dreht.
Der induzierte Strom in Wechselstromgeneratoren steigt abwechselnd auf einen positiven Spitzenwert, sinkt auf Null, fällt auf einen negativen Spitzenwert und steigt wieder auf Null. Dieser Wechsel erfolgt, je nach der Frequenz, für die der Generator ausgelegt ist, mehrmals pro Sekunde. Man bezeichnet so einen Strom als einphasigen Wechselstrom. Besitzt der Anker zwei Wicklungen, die im rechten Winkel zueinander stehen und zwei getrennte Anschlüsse haben, werden zwei Wechselströme erzeugt, die jeweils dann ihr Maximum erreichen, wenn der andere seinen Nulldurchgang hat. Dieser Strom nennt man auch Zweiphasenwechselstrom. Besitzt der Anker drei Wicklungen, die in einem Winkel von 120 Grad zueinander stehen, entsteht ein Strom, der einer dreifachen Welle entspricht. Man erhält den so genannten Dreiphasenwechselstrom - kurz auch als Drehstrom bezeichnet. Durch weitere Anzahlzunahme der Ankerwicklungen lassen sich weitere Phasen erzielen.
Der heute am häufigsten verwendete Generator ist der Drehstromgenerator. Er wird normalerweise für die Erzeugung von elektrischem Strom verwendet. Die von Wechselstromgeneratoren erzeugten Spannungen betragen üblicherweise bis zu 13 200 Volt.
|
