Was bedeutet einphasiger Stromerzeuger?
Was ist eigentlich ein einphasiger Stromerzeuger? Einphasige Stromerzeuger werden zur Erzeugung von Wechselstrom verwendet. Sie verfügen über einen einzigen Satz Untersetzungsgetriebe, die die Generatorwelle antreiben. Sie sind kleiner als dreiphasige Geräte und in der Regel preiswerter, können aber nur eine begrenzte Menge Strom erzeugen. Das liegt daran, dass sie weniger Untersetzungsgetriebe haben, was bedeutet, dass sie bei höheren Drehzahlen mit weniger Drehmoment arbeiten.
Ein Einphasengenerator erzeugt eine elektrische Leistung, die in festen Intervallen zwischen zwei verschiedenen Spannungen wechselt. Im Gegensatz dazu treiben dreiphasige Generatoren ihre Ausgangswelle über drei separate Sätze von Untersetzungsgetrieben an. Jede dieser Phasen treibt die Wellen in eine andere Richtung an und hat einen festen Phasenwinkel zu den anderen beiden Phasen.
Wenn man die Funktionsweise von einphasigen Stromerzeugern einmal verstanden hat, erkennt man ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in fast allen Industriezweigen.
Wie aus Rotationsenergie elektrische Energie wird
Wie wir bereits besprochen haben, hat ein einphasiger Stromerzeuger einen festen Phasenwinkel zu den beiden anderen Phasenspannungen. Das bedeutet, dass sich sein Rotor mit einer anderen Geschwindigkeit dreht als die beiden anderen. Doch wie lässt sich die Erhöhung der Drehzahl des Generatorrotors in eine Erhöhung der vom Generator erzeugten Spannung umsetzen?
Die von Generatoren erzeugte Spannung ist proportional zur Drehzahl ihrer Rotoren. Je höher die Drehzahl des Rotors ist, desto höher ist auch die Spannung. Wenn sich die Drehzahl des Rotors eines einphasigen Generators erhöht, steigt auch die Spannung. Wenn die Spannung eines einphasigen Generators erhöht wird, sinkt der durch den Generator fließende Strom, denn die Leistung ist gleich dem Strom mal der Spannung.
Steigt jedoch die Spannung und der Strom sinkt, bleibt die Leistung gleich. Das bedeutet, dass der Rotor eines einphasigen Stromerzeugers schneller gedreht werden kann, ohne den Strom zu erhöhen, als bei einem dreiphasigen Generator. Das liegt daran, dass die dreiphasige Spannung konstant bleibt und die einphasige Spannung durch die Erhöhung der Drehzahl steigt.
Einphasige Stromerzeuger verstehen
Ein einphasiger Generator hat ein einziges Untersetzungsgetriebe, das seine Welle antreibt. Er verwendet die übliche Generator-Alternator-Konfiguration. Bei einem Einphasengenerator wird ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, indem Wechselstrom durch eine Spule im Inneren eines stationären Magneten geleitet wird.
Während sich das Magnetfeld in der Spule dreht, wird ein elektrischer Strom erzeugt. Die Kombination aus dem stationären Magneten, der stationären Spule und der rotierenden Welle des Generators bildet einen rotierenden Stromkreis. Die Wicklung des Stators wechselt zwischen einem Nord- und einem Südpol, die jeweils mit einer anderen Phase des Stroms verbunden sind.
Wenn sich der Rotor dreht, greifen seine Zähne in die Zähne des Stators ein, wodurch sich die Phasen des Stroms abwechseln. Der vom Generator erzeugte Strom wird in das Stromnetz eingespeist und zur Versorgung von Haushalten und Unternehmen im ganzen Land verwendet.
Anwendungen von einphasigen Stromerzeugern
Da Einphasengeneratoren weniger Untersetzungsgetriebe haben als Drehstromgeneratoren, arbeiten sie bei höheren Drehzahlen mit einem geringeren Drehmoment. Aus diesem Grund sind sie kleiner als Drehstromgeneratoren und in der Regel preiswerter, können aber nur eine begrenzte Menge Strom erzeugen.
Aufgrund dieser Einschränkung werden einphasige Stromerzeuger häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen nur eine geringe Strommenge benötigt wird.
Grenzen von Einphasengeneratoren
Da ein Einphasengenerator nur ein einziges Untersetzungsgetriebe hat, kann er nur eine begrenzte Leistung erbringen. So werden solche Generatoren im Allgemeinen nicht für Anwendungen eingesetzt, bei denen große Mengen an Strom benötigt werden. Sie sind besonders nützlich, wenn die benötigte Strommenge gering ist. Da ein Einphasengenerator einen festen Phasenwinkel zu den beiden anderen Phasenspannungen hat, kann er nicht als unabhängige Stromquelle verwendet werden. Das bedeutet, dass er an einen anderen Generator oder ein Wasserkraftwerk angeschlossen werden muss und über ein System von Transformatoren mit Strom versorgt werden muss.
Vorteile von einphasigen Stromerzeugern
Einphasige Generatoren sind kleiner als dreiphasige Aggregate und in der Regel preiswerter. Sie können nur eine begrenzte Strommenge erzeugen, eignen sich aber für Anwendungen, bei denen nur geringe Mengen an Strom benötigt werden. Einphasige Stromerzeuger werden häufig für die Stromversorgung von Privathaushalten und Unternehmen eingesetzt, eignen sich aber auch sehr gut für die Versorgung anderer Gebäude wie Schulen und Kirchen.
Welche Nachteile haben einphasige Stromerzeuger?
Da sie weniger Untersetzungsgetriebe haben, arbeiten einphasige Stromerzeuger bei höheren Drehzahlen mit einem geringeren Drehmoment. Das bedeutet, dass sie kleiner sind als dreiphasige Aggregate, aber nur eine begrenzte Menge an Strom erzeugen können. Aus diesem Grund werden einphasige Generatoren häufig für die Stromversorgung von Haushalten und Unternehmen mit geringerer elektrischer Last eingesetzt.
Des Weiteren haben einphasige Stromerzeuger normalerweise einen Leistungsfaktor zwischen 80 und 90 Prozent. Das bedeutet, dass für jedes Kilowatt Strom, das verbraucht wird, 0,8 bis 0,9 Kilowatt Blindleistung erzeugt wird. Das ist viel weniger als der Leistungsfaktor von Drehstromgeneratoren, der normalerweise zwischen 96 und 100 Prozent liegt.
Abschließende Worte zu einphasigen Stromerzeugern
Einphasige Generatoren werden in vielen Bereichen eingesetzt, in denen nur eine geringe Menge an Strom benötigt wird. Sie sind kleiner und preiswerter als dreiphasige Aggregate, können aber nur eine begrenzte Menge Strom erzeugen.
Solche Stromerzeuger werden häufig für die Versorgung von Privathaushalten und Unternehmen eingesetzt. Des Weiteren eignen sich aber auch sehr gut für die Stromversorgung anderer Gebäude wie Schulen und Kirchen.
