Generator... Drehgeschwindigkeit - Auswirkung auf Strom
Joar, also ich würde gerne mal wissen, welche Auswirkung die Drehgeschwindigkeit eines Generators auf den Strom hat.
Ich weiß schonmal soviel, dass Generatoren normalerweise einen Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz erzeugen.
Meine Frage dazu lautet jetzt: Wenn sich so ein Generator schneller drehen würde (z.B. 100 Hz), wäre es dann möglich die Frequenz wieder runter zu regeln und wenn ja, welche Auswirkungen hätte das dann auf die Spannung, Stromstärke, etc. ?
4 Antworten
Schau hier mal nach
Also hauptsächlich benutzt man sogenannte Synchronmaschinen als Generatoren (zumindest in Kraftwerken)..die funktionieren im Grunde genommen so, dass ein Elektromagnet rotiert und das Feld eine Spannung in einem 3 Leitersystem induziert (Drehstrom wie jeder in seinem Haus hat)... die Frequenz der Wechselspannung kommt auf die Frequenz an, mit der der Rotor (Teil mit dem Magnet) des Generators gedreht wird...die meisten Maschinen sind aber eben für 50 Hz ausgelegt auch... man könnte eine Frequenz aber grundsätzlich nachträglich noch beeinflussen (macht man mit sogenannten Frequenzumformern).. Der effekt auf die Spannung wird wohl abhängig sein vom Wirkungsgrad eines solchen Umformers
Der Generator dreht sich nicht von selbst. Du musst da schon Energie hineinstecken, damit er sie abgeben kann. Das merkst du am Einfachsten beim Fahrrad.
Die vom Generator gelieferte Energie, die du vorher reingesteckt hast, kannst du in einer Weise deiner Lust herausnehmen. Als Gleichstrom, Wechselstrom, in beliebigen dir genehmen Frequenzen. Es gibt dann die Aufgabe, diese Energie in das übliche Stromnetz, bei uns bekanntlich 220 V +- 10% und 50 Hz irgendwie einzubringen. Die eingebrachte Energie bleibt nach Umwandlung unter Berücksichtigung der hierfür anfallenden Verluste stets gleich.
"Runter regeln" geht so von selbst nicht. Du brauchst schon recht grosse Maschinen, die den Strom umformen. Darum geht zur Zeit die Diskussion, diese Umform-Stationen sind schon recht gross.
Das Die Frequenz am Generator ergibt sich direkt aus dessen Drehzahl bei einpoligen Maschinen (Bei mehrpoligen Maschinen ist die Drehzahl mit der Zahl der Pole zu multiplizieren). Für die Änderung einer Wechselstromfrequenz setzt man Frequenzumformer (siehe Wiki) ein. Diese Umformung hat für sich allein keine Auswirkung auf Spannung oder Stromstärke, soweit man vom geringfügigen Leistungsverlust absieht.
Mit der Drehzahl erhöht sich die Generatorleistung linear: Leistung (mechanisch) gleich Drehzahl mal Drehmoment und (elektrisch) gleich Spannung mal Stromstärke.
Das Verhältnis von Spitzenspannung und Effektivspannung ergibt sich aus der Sinusfunktion und hat ansonsten nichts mit der Spannung zu tun.
Meine obige Antwort hat sich durch ein technisches Versehen hier noch einmal als Kommentar eingeschlichen.
Die Frequenz am Generator ergibt sich direkt aus dessen Drehzahl bei einpoligen Maschinen (Bei mehrpoligen Maschinen ist die Drehzahl mit der Zahl der Pole zu multiplizieren). Für die Änderung einer Wechselstromfrequenz setzt man Frequenzumformer (siehe Wiki) ein. Diese Umformung hat für sich allein keine Auswirkung auf Spannung oder Stromstärke, soweit man vom geringfügigen Leistungsverlust absieht.
Mit der Drehzahl erhöht sich die Generatorleistung linear: Leistung (mechanisch) gleich Drehzahl mal Drehmoment und (elektrisch) gleich Spannung mal Stromstärke.
Drehstrommaschinen sind in aller Regel einpolig gebaut (d.h. 3 Wicklungen), mehrpolige Maschinen sind da ganz seltene Ausnahmen, die es wahrscheinlich bei den Generatoren gar nicht gibt (Wozu auch?) Deshalb gilt grundsätzlich: Drehzahl = Spannungsfrequenz.
... doch gibt es. Bei Wasserkraftanlagen nämlich, die laufen nicht mit 50 Hz = 30001/min sondern langsamer gelegentlich sogar viel langsamer.
Naja, mir ging es hauptsächlich darum, wie sich die Änderung der Frequenz auf den generierten Strom auswirkt.
Desweiteren liefert unser Stromnetz eine Spitzenspannung von 325 V bei 50 Hz und daraus ergibt sich ein Effektivwert von ~ 230 V.