Ein Generator in der Elektrotechnik ist ein Gerät, mit dem Energie mechanischer Art in elektrische Energie umgewandelt wird. Solche Geräte sind in der Fertigung und in einigen technischen Systemen, zum Beispiel in Autos, weit verbreitet. Der Betrieb des Generators basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion.
Lichtmaschinengerät
In der Praxis werden mehrere Arten von Generatoren verwendet. Aber jeder von ihnen enthält die gleichen Bausteine. Dazu gehören ein Magnet, der das entsprechende Feld erzeugt, und eine spezielle Drahtwicklung, bei der eine elektromotorische Kraft (EMF) erzeugt wird. Im einfachsten Modell des Generators spielt die Rolle der Wicklung ein Rahmen, der sich um eine horizontale oder vertikale Achse drehen kann. Die EMK-Amplitude ist proportional zur Windungszahl der Wicklung und der Amplitude der magnetischen Flussschwingungen.
Um einen signifikanten magnetischen Fluss zu erhalten, wird in Generatoren ein spezielles System verwendet. Es besteht aus einem Paar Stahlkernen. Die Wicklungen, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugen, werden in die Schlitze der ersten gelegt. Die Windungen, die EMF induzieren, werden in die Rillen des zweiten Kerns gelegt.
Der innere Kern wird als Rotor bezeichnet. Es dreht sich zusammen mit der darauf befindlichen Wicklung um die Achse. Der bewegungslose Kern fungiert als Stator. Um den magnetischen Induktionsfluss am stärksten und die Energieverluste minimal zu machen, wird versucht, den Abstand zwischen dem Stator und dem Rotor so klein wie möglich zu machen.
Was ist das Prinzip des Generators
Die elektromotorische Kraft entsteht in den Statorwicklungen unmittelbar nach dem Auftreten eines elektrischen Feldes, das durch Wirbelbildungen gekennzeichnet ist. Diese Prozesse werden durch eine Änderung des magnetischen Flusses erzeugt, die bei beschleunigter Rotation des Rotors beobachtet wird.
Der Strom vom Rotor wird über Kontakte in Form von Schleifelementen dem Stromkreis zugeführt. Um dies zu erleichtern, werden an den Enden der Wicklung Ringe, sogenannte Kontaktringe, angebracht. Feste Bürsten werden gegen die Ringe gedrückt, durch die die Verbindung zwischen dem Stromkreis und der Wicklung des sich bewegenden Rotors erfolgt.
In den Windungen der Magnetwicklung, wo ein Magnetfeld erzeugt wird, hat der Strom eine relativ geringe Stärke im Vergleich zu dem Strom, den der Generator an den äußeren Stromkreis abgibt. Aus diesem Grund entschieden sich die Konstrukteure der ersten Generatoren, den Strom von den statisch angeordneten Wicklungen abzuleiten und dem rotierenden Magneten über die gleitenden Kontakte einen schwachen Strom zuzuführen. In Generatoren mit geringer Leistung erzeugt das Feld einen Permanentmagneten, der sich drehen kann. Dieses Design ermöglicht es Ihnen, das gesamte System zu vereinfachen und auf Ringe und Bürsten zu verzichten.
Ein moderner industrieller Stromgenerator ist eine massive und sperrige Struktur, die aus Metallstrukturen, Isolatoren und Kupferleitern besteht. Das Gerät kann mehrere Meter groß sein. Aber auch bei einem so soliden Aufbau ist es sehr wichtig, die exakten Abmessungen der Teile und die Abstände zwischen den beweglichen Teilen der elektrischen Maschine einzuhalten.
