Der elektrische Generator – was ist das?

Ein elektrischer Generator ist eine elektrische Maschine, die Bewegungsenergie in elektrische Energie wandelt .  Die meist verwendeten Typen sind Hydrogeneratoren, Turbogeneratoren und Windgeneratoren.

Das Gegenstück ist der Elektromotor, der elektrische Energie in Bewegungsenergie umwandelt.
Ein Generator oder Motor besteht aus einem Stator, Rotor, Lagerung und Nebenanlagen.

Der Stator

Die Hauptbauteile eines Stators sind ein geschichtetes Statorblechpaket mit eingelegter Statorwicklung  das in einem Statorgehäuse fixiert ist. in der Vergangenheit ist das Blechpacket per Hand geschichtet worden, speziell bei großen Generatoren. Eine kostengünstigere Variante bietet das Semi Automatische Schichten, z.B. Robotorschichten mit Pancake System – Pancakeschichten.  Bei mittleren Größen von Generatoren bzw. Motoren wird meistens ein Einschubpaket verwendet. Die Statorwicklung wird je nach Größe und Anforderung in den meisten Fällen als Röbelstab – Röbelstabwicklung, Trapezspulen oder Zahnspulen ausgeführt.

Der Rotor

Die Hauptbauteile eines Rotors ist eine Welle, ein magnetisierbarer Eisenkern mit Rotorwicklung, der das Magnetfeld der Pole erzeugt. Der Eisenkern kann aus solidem magnetisierbarem Werkstoff bestehen oder aus geschichteten Rotorblechen.

Turbogenerator-Rotoren bestehen aus einem soliden Wellenkörper mit gefrästen Rotornuten in denen die Rotorspulen montiert sind. Rotorwicklungen werden als voll gewickelte Rotorspule, C-Coil System oder Spule mit Eckenlötung gefertigt. Als Lötverfahren wird ausschließlich induktives Hartlöten mit Mittelfrequenzgeneratoren angewandt. Der Rotorwickelkopf wird mit einer Rotorkappe gegen Fliehkräfte gehalten. Die Rotorkappen werden mit einer speziellen Aufziehvorrichtung bzw. Abziehvorrichtung auf den Rotorwickelköpfen geschrumpft. Die Erwärmung bzw das Aufheizen der Rotorkappe kann mittels Kabeln oder Induktor und Mittelfrequenzgenerator erfolgen. C-Coil Rotorspulen werden nach dem Stanzen, Fräsen oder Wasserstrahlschneiden der Luftschlitze bzw. Kühlkanäle mit einer Biegemaschine hochkant gebogen. Vor dem Radialbiegen werden die Endarme in einer Schutzgasglühanlage weich geglüht. Mit dieser Methode wird beim Glühprozess eine Zunderbildung  verhindert. Dadurch ist keine nachträgliche Reinigung der C-Coils notwendig. Das Radialbiegen und die Lötflächenbearbeitung wird im Paket – Halbspule auf einer NC-Biege und Fräsmaschine mit einer Aufspannung bearbeitet. Diese C-Coil Bearbeitungsmaschine erzeugt eine exakte Lötposition für das Spulenlöten. Die Rotorspulenleiterisolation kann auch vor dem Einlegen in den Rotorkörper aufgebracht werden. Dies kann auf einer Rotorleiter Isolationsvorrichtung durchgeführt werden.

Hydro- bzw. Wassergenerator-Rotoren bestehen aus einer soliden Welle oder zwei Wellenstummeln und einem Rotorkörper. Der Rotorkörper setzt sich aus einem Grundkörper mit einem geschichteten Kettenblechring und einer entsprechenden Anzahl von Einzelpolen zusammen. Der Einzelpol besteht aus einem Polkörper, einer Polwicklung und der Dämpferwicklung. Der Polkörper besteht aus gestanzten oder lasergeschnittenen Polblechen und zwei Polendplatten die mit Bolzen verschraubt oder verschweißt sind. Die Montage des Polkernes erfolgt auf einer speziellen Polkörper- bzw. Polblechschicht- und Press-Vorrichtung. Eine entsprechende Polspule kann als voll-gewickelte oder als gelötete Wicklung gefertigt werden. Eine gelötete Polwicklung wird auf einer Pollötmaschine durch induktives Hartlöten an jeder Ecke hergestellt. Um der Polwicklung eine mechanische Festigkeit und elektrisch zu isolieren muss die Wicklung komplett verklebt werden. Dieser Prozess wird mit einer Polspulen-Verfestigungspresse durchgeführt.

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