Wechselstromgeneratoren: Erregungszustände

Aufbau, Funktion und Wartung von fremd erregten Wechselstromgeneratoren

| Autor / Redakteur: Pistone / Martina Eicher

Bild 2: Zweigeteilter Rotor. Aus Anschauungsgründen ist die Statorbaugruppe um 90° gedreht.
Bild 2: Zweigeteilter Rotor. Aus Anschauungsgründen ist die Statorbaugruppe um 90° gedreht. (Bild: Kolb)

Fremderregte Generatoren sind in der Regel Wechselstromgeneratoren. Um den erheblichen Bauaufwand der Fremderregung zu rechtfertigen, sind immer drei Spulen vorhanden, um Strom zu erzeugen. Dieser Beitrag ist Teil der Aus- und Weiterbildungsserie »bike und business« Profi und erschien erstmalig in der Ausgabe 05-06/2015.

Sie produzieren drei um 120° phasenverschobene Wechselströme (Drehstrom). Für eine maximale Leistungsausbeute kann zusätzlich der gemeinsame Verbindungspunkt der drei Spulen, der sogenannte Sternpunkt, abgegriffen werden. Im Gegensatz zu selbst erregten Generatoren besitzen fremd erregte keinen Permanentmagneten. Das Magnetfeld wird von einer stromdurchflossenen Spule erzeugt, die auch als Erregerspule oder Feldwicklung bezeichnet wird. Diese Erregerspule kann entweder feststehend im Generatorgehäuse angeordnet oder im rotierenden Generatorläufer integriert sein. Im ersten Fall kann der Erregerstrom über starre Leitungsverbindungen zur Feldwicklung fließen, im zweiten Fall sind Schleifkohlen erforderlich. Über diese fließt der Erregerstrom zum Generatorläufer. In beiden Varianten ist der Läufer oder Rotor aus leicht magnetisierbarem Weicheisen gefertigt und klauenförmig ausgeführt.

Er kann direkt an einem Ende der Kurbelwelle montiert sein, was allerdings die Baubreite des Motors erhöht. Daher sind fremd erregte Generatoren bei Reihenmotoren sehr häufig hinter der Zylinderbank über dem Getriebe angebracht, oder bei V-Motoren zwischen den Zylinderreihen. Der Antrieb des Generatorrotors kann dann über Kette, Riemen oder Zahnräder erfolgen. Damit wird der Motor kompakter, was eine günstigere Anordnung der Massen sowie mehr Schräglagenfreiheit ermöglicht. Außerdem lässt sich die Drehzahl des Rotors gegenüber der Kurbelwellendrehzahl erhöhen und damit die Leistung steigern. Teilweise drehen die Rotoren mit doppelter Kurbelwellendrehzahl. Das erfordert allerdings eine sehr sorgfältige Gestaltung des Antriebs, um Geräusche und Defekte durch Drehschwingungen zu verhindern.

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