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Beim Generator ist der rotierende Magnet als Elektromagnet ausgeführt. Über eine elektronische
Steuerung (AVR = Automatic Voltage Regulation) wird der Gleichstrom durch den Elektromagnet und
damit die Ausgangsspannung geregelt. Diese Regelung ist nicht dazu geeignet Strom in das öffentliche
Netz zu liefern (Netzparallelbetrieb). Im Netzparallelbetrieb sind andere Steuerungen notwendig um den
Generator mit dem Netz zu synchronisieren und Strom in das Netz zu liefern.
Die Steuerung kontrolliert die Ausgangsspannung der drei Phasen und regelt entsprechend die Erregung
des Rotors. Bei ungleichmäßiger Belastung des Generators (z.Bsp. höhere Last auf L1) sinkt die
Spannung der entsprechenden Phase ab. Man spricht in diesem Fall von "Schräglast". Da die Elektronik
die Ausgangsspannungen der Phasen nicht unabhängig voneinander Regeln kann, hat die höher belastete
Phase eine niedrigere Spannung als 230V, die geringer belasteten Phasen eine höhere Spannung als 230V.
Sollte die Last sehr ungleichmäßig auf die Phasen aufgeteilt sein, so kann die Steuerung den Generator
abschalten, um gefährliche Unterspannungen bzw. Überspannungen auf den Phasen zu vermeiden.
Beim Motor gibt es verschiedene Ausführungen, am gebräuchlichsten ist der DAM (Drehstrom
Asynchronmaschine). Die Spulen sind beim Motor räumlich ebenfalls um 120° versetzt, damit bildet sich
im Inneren des Motors ein Magnetfeld welches mit 3000 Umdrehungen / Minute rotiert. Die Drehrichtung
dieses Feldes kann wieder durch den Austausch zweier beliebiger Phasen umgekehrt werden. Der Rotor
ist als Elektromagnet mit einigen wenigen Windungen (dem "Käfig") ausgelegt. Wenn der Rotor steht, so
wird in dieser Spule ein sehr hoher Strom induziert, der Rotor wird dadurch zum Elektromagnet. Damit
beginnt sich der Rotor mit dem Magnetfeld zu drehen. Nun wirkt der Motor gleichzeitig als Generator und
induziert in den Statorwicklungen eine Gegenspannung. Dadurch reduziert sich der Strom im Stator. Die
Drehzahl des Rotors erreicht ohne Belastung fast 3000 U/min - lediglich die Verluste bewirken eine leichte
Drehzahldifferenz zum Drehfeld. Der dabei benötigte Strom entspricht den Verlusten. Wird nun der Motor
belastet, so steigt die Drehzahldifferenz zwischen Rotor und Drehfeld, es wird weniger Gegenspannung
induziert und der Motor verbraucht mehr Strom. Ein Drehstrommotor benötigt also beim Motorstart
einen sehr hohen Anlaufstrom, der etwa beim drei- bis fünffachen des Nennstromes liegt.
Bei großen Elektromotoren wird deshalb der Startstrom durch die sogenannte Stern-Dreieckumschaltung
reduziert. Dazu müssen aus dem Motor alle sechs Leitungen der drei Spulen herausgeführt sein. Diese
Leitungen werden zum Anlauf in Stern-Schaltung verbunden. Dabei liegt an den Spulen L1, L2, L3
nur jeweils 230V an (siehe Abbildung 3). Nach dem Hochlaufen des Motors werden die Spulen auf
Dreieckschaltung umgeschalten (siehe Abbildung 4). Nun liegt an jeder Spule 400V Wechselspannung
an. Durch die geringere Spannung an den Spulen in der Sternschaltung reduziert sich so der Anlaufstrom
des Motors (allerdings bei verringerter Leistung und geringerem Drehmoment). Kleinere Motoren haben
meist keine solche Umschaltung.
Wird der Motor zusätzlich während des Hochlaufens bereits belastet (z.Bsp. Kompressoren, Hobelmaschinen
mit grossen Übersetzungen) so können Sie einen sehr hohen Anlaufstrom erwarten. Ist der Anlaufstrom
zu hoch, kann der Generator nicht genügend Strom liefern und der Motor lässt sich nicht starten, bzw.
der Generator schaltet sich ab. In solchen Fällen können Sie einen dreiphasigen Anlaufstrombegerenzer
vor Ihre Arbeitsmaschine schalten. Ob Ihre Arbeitsmaschine mit Anlaufstrombegrenzern funktioniert
müssen Sie zuerst mit dem Hersteller abklären. Es können an der Versorgung des Motors zusätzliche
Verbraucher wie Steuerungen, Sicherheitseinrichtungen udgl. angeschlossen sein die nicht mit einem
Anlaufstrombegrenzer betrieben werden dürfen.
Lichtstrom, Drehstrom und Lastaufteilung
In Haushalten wird meist "Lichtstrom" also 230V verwendet. D.h. an der Steckdose wird eine beliebige
Phase sowie der Null-Leiter angeschlossen. Damit stehen 230V an der Steckdose zur Verfügung. Für
Arbeitsmaschinen werden meist Drehstrommotoren verwendet (wegen des einfachen Aufbaues dieser
Motoren).
Üblicherweise werden die Lasten in einem Haushalt auf die drei Phasen in mehreren Stromkreisen
aufgeteilt. Die Kraftwerke zur Netzversorgung haben Generatoren mit Leistungen von einigen Mega-
Watt und der Netzversorger teilt die Lasten zwischen tausenden Verbrauchern so auf, das durch die
Spulen L1, L2, L3 möglichst die selben Ströme fließen um Schräglasten zu vermeiden.
Bei kleinen Generatoren muss man selbst darauf achten die Ströme gleichmäßig aufzuteilen. Wenn zu
viel Strom durch eine der Spulen fliesst, so würde sich diese Spule unzulässig erwärmen und zerstört
werden. Weiters verschieben sich die Spannungen zwischen den Phasen (wie beim Generator bereits
beschrieben). Schräglasten sind bei dreiphasigen Generatoren daher möglichst zu vermeiden.
Die Leistung Ihres Generators ist für den dreiphasigen Betrieb angeben. Das bedeutet das Sie lediglich
ein Drittel der Nennleistung pro Phase abnehmen können. Bei Anschluß von dreiphasigen Maschinen
ist dies meist kein Problem, da die Last in diesem Fall symmetrisch ist, die Phasen also gleichmässig
belastet werden. Sollten Sie einphasige Lasten an diesem Drehstromgenerator betreiben, so müssen Sie
selbst dafür sorgen die Lasten entsprechend auf die Phasen aufzuteilen.
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