Gleichstromgeneratoren wandeln wie alle Stromgeneratoren mechanische Energie in elektrische Energie um. Im Prinzip ist ein Gleichstromgenerator ein elektrischer Motor, der umgekehrt arbeitet. Gleichstromgeneratoren bestehen aus einer außenliegenden Feldspule, im Inneren befindet sich der Rotor, der den elektrischen Strom induziert. Der erzeugte Strom wird durch einen Kommutator gleichgerichtet.
Gleichstromgeneratoren sind umlaufende Stromgeneratoren, die auf der Basis von Gleichstrom betrieben werden. Die Stromerzeugung erfolgt durch rotierende Bewegungen. Dabei wird einem Gleichstromgenerator mechanische Energie zugeführt und elektrische Energie entnommen. Um diesen Prozess und einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten, müssen verschiedene Bauteile in den Gleichstromgenerator integriert werden.
Bau und Funktionsweise von Gleichstromgeneratoren
Ein wichtiges Bauteil ist der Anker. Er rotiert in einem magnetischen Gleichfeld und besitzt mehrere Ankerwicklungen. An diesen Ankerwicklungen werden Wechselspannungen induziert und im Anschluss daran mit Bürsten abgenommen. Die auf diese Weise erzeugte Wechselspannung von Stromgeneratoren kann mit einem geeigneten Stromwender gleich gerichtet werden. Nun sind die Gleichstromgeneratoren in der Lage, den gewünschten Gleichstrom zu liefern. Er kann direkt entnommen werden. In diesem Zusammenhang muss ausdrücklich betont werden, dass die Lieferung von Gleichstrom trotz der Tatsache möglich ist, dass der in den Ankerleitern vorhandene Strom ständig seine Richtung ändert, was ein typisches Merkmal für den Wechselstrom ist.
Erregung vom Strom und Magnetfeld in Gleichstromgeneratoren
Der Strom kann entweder von einer fremden Spannungsquelle entnommen oder von den Gleichstromgeneratoren selbst erzeugt werden. Bei der letztgenannten Variante wird die Wicklung des Stromerregers mit der Ankerwicklung in einer Reihe geschaltet. Auf diese Weise wird der Erregerstrom identisch mit dem Belastungsstrom des Gleichstromgenerators. Hier ist sowohl das magnetische und elektrische Feld als auch die Spannung stark von der jeweiligen Belastung abhängig.
Dadurch kann es in der Praxis häufig zu kleineren oder größeren Problemen kommen, weshalb die Erregung über einen Nebenanschluss gebräuchlicher ist. In diesem Falle liegt die Erregerwicklung bei einem Gleichstromgenerator parallel zu seinen Bürsten. So kann eine konstante Spannung erzeugt werden. Sollte es doch noch geringe Spannungsänderungen geben, kann leicht Abhilfe geschaffen werden. So ist es lediglich erforderlich, eine zusätzliche Reihenschlusswicklung zum Ausgleich zu installieren, um das Problem aus der Welt zu schaffen und eine gleichmäßige Spannungs- und Stromerzeugung durch den Gleichstromgenerator zu gewährleisten.