Isolierte Induktionsmaschine
Ein isolierter Drehstromgenerator bezieht sich auf eine Drehstrommaschine, die in der Lage ist, unabhängig als Generator zu arbeiten, ohne auf ein externes Stromversorgungssystem angewiesen zu sein. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, ist eine dreiphasige Delta-Schaltung einer Kondensatorbank an den Anschlüssen der Maschine angeschlossen. Diese Kondensatorbank dient dazu, die notwendige Erregung für die Maschine bereitzustellen.
Der Restfluss innerhalb der Maschine dient als anfängliche Erregungsquelle. In Fällen, in denen kein Restfluss vorhanden ist, kann die Maschine kurzzeitig als Asynchronmotor betrieben werden, um den notwendigen Restfluss zu erzeugen. Ein Antrieb treibt den Motor unter Leerlaufbedingungen leicht über die Synchrongeschwindigkeit. Infolgedessen wird eine kleine elektrische Spannung (EMF) im Ständer induziert, deren Frequenz proportional zur Rotorgeschwindigkeit ist.
Die Spannung über der dreiphasigen Kondensatorbank induziert einen führenden Strom in der Kondensatorbank. Dieser Strom entspricht fast dem nachlaufenden Strom, der zurück in den Generator eingespeist wird.
Der durch diesen Strom erzeugte magnetische Fluss verstärkt den anfänglichen Restfluss, was zu einer Zunahme des gesamten magnetischen Flusses führt. Als Ergebnis steigt die Spannung an der Maschine. Diese Steigerung der Spannung führt zu einer Erhöhung des Erregungsstroms, was wiederum die Endspannung weiter erhöht.
In diesem Punkt sind die reaktiven Scheinleistung, die vom Generator verlangt werden, gleich denjenigen, die von der dreiphasigen Delta-Schaltung der Kondensatorbank bereitgestellt werden. Die Betriebsfrequenz hängt von der Rotorgeschwindigkeit ab, und jede Veränderung der Last hat einen Einfluss auf die Drehzahl des Rotors. Die Spannung wird hauptsächlich durch den kapazitiven Widerstand bei der Betriebsfrequenz reguliert.
Ein signifikantes Nachteil eines isolierten Drehstromgenerators ist, dass bei einer Last mit einem nachlaufenden Leistungsfaktor die Spannung stark abfällt.
Diese Spannungssteigerung setzt sich fort, bis die Magnetisierungskennlinie der Maschine die Spannungs-Strom-Kennlinie der Kondensatorbank schneidet. Das folgende Diagramm zeigt die Magnetisierungskurve und die U-IC (Spannung-Kondensatorstrom)-Kennlinie.
