Synchronmaschinen. AEG-TELEFUNKEN-Handbücher Band 12.

340 Seiten. Mit zahlreichen Abbildungen u. technischen Skizzen. Rote Originalbroschur. (Teils mit geringeren Gebrauchsspuren). 21x15 cm * Eine Synchronmaschine ist eine rotierende elektrische Maschine, in der der Rotor (auch: Läufer) synchron mit dem Drehfeld des Stators (auch: Ständer) läuft. Synchronmaschinen werden häufig als Drehstrommaschinen, also als Drehstrom-Synchronmaschinen ausgeführt. Die Synchronmaschine trägt ihren Namen wegen der Betriebseigenschaft, dass ihr Rotor exakt mit dem durch die Netzfrequenz vorgegebenen Drehfeld synchron umläuft. Das unterscheidet Synchronmaschinen von Asynchronmaschinen, deren Rotor dem Drehfeld im Motorbetrieb nach- und im Generatorbetrieb voreilt. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist, dass im Gegensatz zu Asynchronmaschinen für den Betrieb von Synchronmaschinen ein zusätzliches Erregerfeld benötigt wird. Vom Prinzip her kann jede Synchronmaschine als elektrischer Motor und elektrischer Generator betrieben werden. Synchrongeneratoren dienen in der Energiewirtschaft in einem weiten Leistungsbereich der Bereitstellung von elektrischer Energie. Sie liefern gleichzeitig Wirkleistung und Blindleistung (im Allgemeinen von induktiv cos phi 0, 8 bis kapazitiv cos phi 0, 9 bzw. als sogenannter Phasenschieber, der ausschließlich Blindleistung liefert) und folgen den Anforderungen der Übertragungsnetzbetreiber an das Stromnetz. Das Blindleistungsverhalten wird durch den Erregerstrom beeinflusst. Durch den Synchronisiervorgang wird der Synchrongenerator ans Netz geschaltet. Im Generatorbetrieb läuft die Maschine allgemein mit relativ konstanter Drehzahl, abhängig von der Netzfrequenz. Synchronmotoren finden vielseitigen Einsatz als Antriebsmaschinen in der Industrie, zum Beispiel als Antriebe für Schiffe und Züge oder für Pumpen und Verdichter. Synchronmotoren müssen im Gegensatz zu Generatoren oft in ihrer Drehzahl variabel sein. Um einen Synchronmotor stufenlos in der Drehzahl regeln zu können, wird Leistungselektronik wie z. B. ein Frequenzumrichter verwendet. Ein Drehgeber (Strichgeber, Resolver) erfasst im Betrieb ständig die Läuferstellungsänderung. Daraus ermittelt die Steuerungselektronik die tatsächliche Drehzahl. Bei Belastung läuft der Läufer des Synchronmotors dem Drehfeld im lastabhängigen Polradwinkel hinterher. Im Generatorbetrieb ist der Polradwinkel positiv in Drehrichtung, eilt also vor.... Hauptanwendungen der Synchronmaschinen sind die Drehstromgeneratoren in Kraftwerken. Fast die gesamte konventionelle Produktion elektrischer Energie erfolgt mit Synchrongeneratoren. In Wärmekraftwerken kommen Vollpolmaschinen mit Leistungen bis fast 2000 MVA und Ausgangsspannungen von 21 bis 27 kV zum Einsatz. Im Mülheimer Siemens-Werk wurde der weltweit größte Generator für das finnische Kernkraftwerk Olkiluoto gefertigt. Er hat eine Bemessungsscheinleistung von 1992 MVA bei cos phi 0, 9. Diese Generatoren, mit ihren schnell umlaufenden Turboläufern, werden in Einheit mit den Turbinen Turbosätze genannt. Die langsamlaufenden Schenkelpolmaschinen in Wasserkraftwerken werden Wasserkraft- oder Hydrogeneratoren genannt und liefern bei maximal 25 kV Ständerspannung Leistungen bis zu 1000 MVA. Generatoren kleinerer Leistung von 10 kVA bis 10 MVA kommen in Kleinkraftwerken und Dieselgeneratoren zum Einsatz und sind meist ebenfalls als Schenkelpolmaschine ausgeführt. Synchrongeneratoren für Windkraftanlagen werden zurzeit mit bis zu 8 MW Leistung gefertigt.[12] Hinzu kommt der Einsatz bei der Versorgung von lokalen Netzen. So findet der Synchrongenerator auch Verwendung bei der Bereitstellung von Elektroenergie zum Betrieb von Schienenfahrzeugen und Schiffsantrieben sowie wohl zukünftig auch von Straßenfahrzeugen. Eine Sonderbauform der Schenkelpolmaschine bildet die Klauenpolmaschine, sie kommt vor allem als Kfz-Lichtmaschine (Generator) zum Einsatz. Bahnstromgeneratoren Eine Besonderheit stellen die Generatoren zur Erzeugung von Bahnstrom dar. Wegen der einphasigen Spannung mit angenähert 16, 7 Hz sind diese Generatoren als einphasige Wechselstrom-Synchronmaschine ausgeführt und drehen mit einer Drehzahl von 1000 Umdrehungen pro Minute (1/3 der Drehzahl von 50-Hz-Generatoren). Deren Frequenz lag früher bei 50 Hz/3 = 162/3 Hz und wurde später aus technischen Gründen geändert. Der magnetische Fluss innerhalb dieser Generatoren ist gegenüber dem Fluss in 50-Hz-Maschinen bei gleicher Leistung dreimal so groß. Bahnstromgeneratoren benötigten daher entsprechend größere Querschnitte aus Eisen. Sie sind aus diesem Grunde deutlich größer als vergleichbare 50-Hz-Generatoren. Hinzu kommt ein mit doppelter Netzfrequenz umlaufendes und pulsierendes Drehmoment auf den Antrieb. Diese Pulsation wirkt sich auch auf die Fundamente der Maschine aus; der Generator wird daher auf Federn aufgestellt. Zwischen Antrieb und Generator wird aus dem gleichen Grunde eine elastische Kupplung eingesetzt. Bahnstromgeneratoren werden meist von Elektromotoren aus dem Stromnetz angetrieben (die Kombination heißt Umformer), die Einrichtung heißt Umformerwerk. Mittlerweile wird der Bahnstrom auch in Umrichterwerken mit Leistungselektronik aus dem Drehstrom-Netz erzeugt. (Quelle Wikipedia)

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