Was ist ein Stromerzeuger?
Ein Stromerzeuger ist ein Gerät, das mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Es gibt Generatoren für Wechsel- und Gleichstromquellen, und der Begriff Generator bezieht sich im Allgemeinen auf Generatoren für Wechselstromquellen. Wechselstromquellen werden weltweit als kommerzielle Stromquellen genutzt.
Stromerzeuger haben eine oder mehrere rotierende Wellen und können elektrische Energie in Leistungsenergie umwandeln, wenn mechanische Energie von außen auf die rotierenden Wellen einwirkt. Je mehr elektrische Energie verbraucht wird, desto größer ist der Energiebedarf der rotierenden Welle und desto schwieriger ist es für die Welle, sich zu drehen. Bei geringem oder keinem Energieverbrauch kann sich die Welle frei drehen.
Verwendungszwecke von Stromerzeugern
Stromerzeuger werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von der Industrie bis zum Haushalt.
Der Strom, der vom Elektrizitätswerk an die Haushalte übertragen wird, stammt von den Synchrongeneratoren des Elektrizitätswerks. Synchrongeneratoren werden häufig von Energieversorgungsunternehmen eingesetzt und können aus jeder beliebigen Quelle gespeist werden, einschließlich Wärme-, Kern- und Wasserkraft.
In den letzten Jahren haben sich einfach aufgebaute Induktionsgeneratoren in Stromerzeugern für Windenergie durchgesetzt, die als erneuerbare Energiequelle immer mehr Aufmerksamkeit erregen. Dieselgeneratoren und andere Stromerzeuger werden auch als Notstromquellen für den Hausgebrauch verwendet, und Stromerzeuger werden fast überall eingesetzt, wo Wechselstrom benötigt wird.
Das Prinzip von Stromerzeugern
Stromerzeuger lassen sich aufgrund ihres Prinzips in zwei Haupttypen unterteilen: Synchrongeneratoren und Induktionsgeneratoren. Induktionsgeneratoren sind einfacher aufgebaut, benötigen aber immer mindestens einen Synchrongenerator im Stromnetz.
1. Synchroner Stromerzeuger
Ein Synchrongenerator kann Strom erzeugen, indem er ein Magnetfeld im Rotor erzeugt, während er über eine Erregervorrichtung wie einen Permanentmagneten oder einen Gleichstromgenerator verfügt, und indem er die Lagebeziehung zwischen dem Magnetfeld und den Wicklungen im Laufe der Zeit ändert. Die Anzahl der Pole und die Drehgeschwindigkeit bestimmen die Leistungsspannung und die Frequenz. Je höher die Drehzahl, desto höher die Leistungsfrequenz und desto höher die erzeugte Spannung. Synchrongeneratoren werden hauptsächlich als Netzstromquellen eingesetzt, z. B. für Wärme- und Kernkraftwerke in Energieversorgungsunternehmen.
2. Induktionsgeneratoren
Das Prinzip der Stromerzeugung durch elektromagnetische Induktion, ohne Erregereinrichtung. Er funktioniert wie ein Elektromotor, wenn er ohne eine Vorrichtung zur Umwandlung mechanischer Energie an das Stromnetz angeschlossen ist. Wenn er an eine Turbine oder Windkraftanlage angeschlossen ist und mit oder über der Synchrondrehzahl rotiert, wird er zum Stromerzeuger. Er wird hauptsächlich als Hilfsstromquelle für Wind- und Wasserkraftgeneratoren verwendet und kann zur Frequenzregelung durch Erhöhung der Drehzahl eingesetzt werden.
Arten von Stromerzeugern
Je nach verwendetem Brennstoff können sie in vier Typen unterteilt werden.
1. Leichtöl-Stromerzeuger
Erzeugt Strom durch Anschluss an einen Dieselmotor. Luft wird angesaugt, komprimiert, auf eine hohe Temperatur erhitzt und Kraftstoff zur explosiven Verbrennung eingespritzt.
2. Stromerzeuger mit Benzinmotor
Klein, tragbar und leicht zu transportieren, mit einer großen Verbreitung und Vielfalt an Modellen.
3. Stromerzeuger für Gas
Es gibt zwei Typen, einen für Kassettengas und einen für LP-Gas.
4. Stromerzeuger mit Inverter
Klassifiziert als mit Inverter oder Zyklonkonverter ausgestattet.
Wie man einen Stromerzeuger auswählt
Die verschiedenen Typen von Stromerzeugern haben unterschiedliche Vor- und Nachteile und sollten je nach Anwendung ausgewählt werden.
1. Leichtöl-Stromerzeuger
Die Leistung ist stark, konstant und unabhängig von der Luftumgebung. Während des Betriebs sind Lärm und Vibrationen hoch, und es entsteht viel schwarzer Rauch im Abgas. Sie sind wegen ihrer hohen Kosten nicht für den Hausgebrauch geeignet, aber die Betriebskosten sind niedrig, weil Dieselöl billig ist, und ihr Gewicht macht es schwierig, sie zu transportieren.
2. Benzinbetriebene Stromerzeuger
Geringe Betriebsgeräusche und Vibrationen und relativ preiswert.
3. Stromerzeuger mit Gasantrieb
Gasgeneratoren für Kassettengas sind klein und leicht zu transportieren, während Gasgeneratoren für LP-Gas häufig für gewerbliche Zwecke verwendet werden.
4. Stromerzeuger mit Inverter
Im Vergleich zu Zyklonumrichtern können Wechselrichter Strom in stabilen Strom guter Qualität umwandeln. Nur mit Invertern ausgestattete Generatoren können für Präzisionsgeräte wie Radios und Computer verwendet werden. Generatoren ohne Wechselrichter haben die geringsten Stromverluste, und Generatoren mit Wechselrichter sind am weitesten verbreitet.
Aufbau von Stromerzeugern
Stromerzeuger lassen sich je nach ihrem Stromerzeugungsmechanismus in drei Typen unterteilen: Gleichstromgeneratoren, Wechselstromgeneratoren und Drehstromgeneratoren.
1. Gleichstromgeneratoren
Wenn eine zwischen Magneten installierte Spule gedreht wird, wird sie aufgeladen und der fließende Strom wird zu Gleichstrom. Wird für kompakte Katastrophengüter verwendet.
2. Wechselstromgenerator
Die Spule ist feststehend und die Magnete drehen sich. Sie können für Geräte ohne Wechselrichter verwendet werden und eignen sich für kompakte Stromerzeuger.
3. Dreiphasen-Wechselstromerzeuger
Drei Spulen sind im Abstand von 120° zueinander angeordnet, und ein einziger Rotor kann Strom aus drei verschiedenen Systemen aufnehmen. Sie werden in Kraftwerken und anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Spannungen und große Ströme erforderlich sind.