Arten von Gleichstromgeneratoren

Arten von Gleichstromgeneratoren

• Permanentmagnet-Gleichstromgeneratoren – Feldspulen werden durch Permanentmagnete erregt

• Extern erregte Gleichstromgeneratoren – Feldspulen werden durch eine externe Quelle erregt

• Selberregende Gleichstromgeneratoren – Feldspulen werden vom Generator selbst erregt

Selberregender Generator

Ein selberregender Gleichstromgenerator verwendet seine eigene Ausgangsspannung, um die Feldspulen zu speisen. Diese können als Reihenschaltung, Parallelschaltung oder gemischte Schaltung angeordnet sein.

Die drei Arten von selberregenden Gleichstromgeneratoren sind:

• Reihenschaltgeneratoren

• Parallelschaltgeneratoren

• Gemischtschaltgeneratoren

Permanentmagnet-Gleichstromgenerator 

Wenn der Fluss im magnetischen Kreislauf durch Permanentmagnete erzeugt wird, dann handelt es sich um einen Permanentmagnet-Gleichstromgenerator.

Er besteht aus einer Wirkung und einem oder mehreren Permanentmagneten, die um die Wirkung herum angeordnet sind. Dieser Typ von Gleichstromgenerator erzeugt nicht viel Leistung. Daher finden sie selten in industriellen Anwendungen Verwendung. Sie werden normalerweise in kleinen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel Dynamos in Motorrädern.

Extern erregter Gleichstromgenerator

Diese Generatoren haben Feldmagnete, die durch eine externe Gleichquellenquelle, wie z.B. eine Batterie, gespeist werden.

Eine Schaltungszeichnung eines extern erregten Gleichstromgenerators ist unten dargestellt. Die Symbole lauten:

Ia = Armaturstrom

IL = Laststrom

V = Anschlussspannung

Eg = Erzeugte elektromotorische Kraft (EMK)

Selberregende Gleichstromgeneratoren

Selberregende Gleichstromgeneratoren: Diese Generatoren speisen ihre eigenen Feldmagnete mit dem Strom, den sie erzeugen. Die Feldspulen dieser Maschinen sind direkt mit der Wirkung verbunden.

Aufgrund des Restmagnetismus ist immer ein gewisser Fluss in den Polen vorhanden. Wenn die Wirkung rotiert, wird eine bestimmte EMK induziert. Daher wird ein kleiner induzierter Strom erzeugt. Dieser kleine Strom fließt durch die Feldspule sowie durch die Last und verstärkt somit den Polefluss.

Da der Polefluss gestärkt wird, erzeugt er mehr Armaturelektrische Spannung, was zur weiteren Steigerung des Strömes durch das Feld führt. Dieser erhöhte Feldstrom steigert wiederum die Armaturelektrische Spannung, und dieses kumulative Phänomen setzt sich fort, bis die Erregung den Nennwert erreicht.

Je nach Position der Feldspulen können selberregende Gleichstromgeneratoren unterteilt werden in:

• Reihenschaltgeneratoren

• Parallelschaltgeneratoren

• Gemischtschaltgeneratoren

Reihenschaltgenerator

In dieser Konfiguration sind die Feldwicklungen in Reihe mit den Armaturleitern geschaltet, was den Stromfluss im Generator verstärkt.

Der gesamte Strom fließt durch die Feldspulen sowie durch die Last. Da die Reihenspule den kompletten Laststrom trägt, wird sie mit relativ wenigen Windungen aus dickem Draht ausgeführt. Der elektrische Widerstand der Reihenspule ist daher sehr gering (ca. 0,5Ω).

Hier:

Rsc = Widerstand der Reihenwicklung

Isc = Strom, der durch die Reihenspule fließt

Ra = Armaturwiderstand

Ia = Armaturstrom

IL = Laststrom

V = Anschlussspannung

Eg = Erzeugte EMK

Langschunt-Gemischtschalt-DG-Generator

Langschunt-Gemischtschalt-DG-Generatoren sind Generatoren, bei denen die Parallelschaltfeldwicklung parallel sowohl zur Reihenschaltfeldwicklung als auch zur Armaturwicklung liegt, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Dynamik der Gemischtschaltgeneratoren

 Bei diesen Generatoren wird das vorherrschende Parallelfeld durch das Reihenfeld unterstützt, wodurch eine sogenannte additiv gemischte Schaltung entsteht.

 Andererseits, wenn das Reihenfeld dem Parallelfeld entgegenwirkt, wird der Generator als differentiell gemischtschalt bezeichnet.