Gleichstromgenerator

Gleichstromgeneratoren, auch Dynamo genannt, sind elektromechanische Maschinen, die mechanische Energie in elektrischen Gleichstrom umsetzen. Sie bilden das Gegenstück zum Wechselstromgenerator (Generator) und wurden früher zur Erzeugung von Gleichstrom in elektrischen Netzen genutzt.

Prinzip und Funktionsweise

Durch die Bewegung eines Leiters oder mehrerer Leiter im magnetischen Feld entsteht eine Induktionsspannung. In einer klassischen Gleichstrommaschine wird der erzeugte Wechselstrom in den Armaturwicklungen durch einen Schleifringe-Kommutator so umgekehrt, dass am Ausgang ein Gleichstrom fließt. Die Feldwirkung erfolgt über eine Erregerwicklung oder Permanentmagneten im Stator. Die Stärke des Ausgangs hängt von der Drehzahl, dem Erregerfeld und der Last ab. Zur Regelung dient oft eine Anpassung des Erregerstroms.

Aufbau und Bauformen

Typischer Aufbau: Stator mit dem magnetischen Feld (Erregerfeld), Rotor/Anker mit Armaturwicklungen, Schleifringe und Kommutator, sowie Bürsten als Stromüberträger. Die Bürstenkontakte führen den Gleichstrom vom Kommutator ab. Erregung kann als Shunt-, Serien- oder Nebenschluss (Kompound) erfolgen; bei Bürstenlosen Gleichstromgeneratoren wird das Erregerfeld durch eine kleinere, separate Erregeranlage oder Permanentmagneten bereitgestellt und der Ausgang durch eine Brückengleichrichtung stabilisiert.

Typen

- Bürstenbehaftete Gleichstromgeneratoren (klassischer Dynamo) mit Schleifringkommutator.

- Bürstenlose Gleichstromgeneratoren, oft in moderneren Anwendungen (z. B. bleibende Erregung mit Rotor-field und externen Gleichrichtern).

- Innen- oder Außenpol-Felder je nach Bauart.

Historische Bedeutung und Einsatz

Historisch dominierte der Dynamo die elektrische Energieversorgung vor der Verbreitung von Wechselrichtern und Halbleitertechnik. Heute werden Gleichstromquellen meist durch Wechselrichter oder brusherlose Systeme erzeugt, ergänzt durch DC-DC-Wandler in konkreten Anwendungen. Gleichstromgeneratoren finden sich noch in bestimmten Lehr- und Spezialanwendungen.