Was ist ein Shunt-Generator?
Ein Nebenschlussgenerator ist ein Gerät, das elektrische Leistung aus einer Ankerwicklung unter Verwendung einer Feldwicklung erzeugt, die dieselbe elektrische Leistung abgreift. Die Feldwicklung ist das Gegenstück zu den frühen Permanentmagneten, die die Magnetfelder bereitstellten, die von den Ankerwicklungen abgeschnitten wurden und die elektrische Leistung des Generators erzeugten. Nebenschlussgeneratoren sind in verschiedenen Anschlusskonfigurationen erhältlich, z. B. als langer und als kurzer Nebenschluss. Das Nebenschlussfeld im langen Nebenschluss ist parallel zur Serienkombination des Ankers und des Serienfelds, während im kurzen Nebenschluss die Parallelkombination des Ankers und des Nebenschlussfelds mit dem Serienfeld übereinstimmt.
Nebenschlussgeneratoren nutzen die gleiche erzeugte elektrische Energie, um den Stromerzeugungsprozess aufrechtzuerhalten. Im Stillstand verfügt der Shunt-Generator nur über ein Restmagnetfeld, das in den ersten Sekundenbruchteilen eine sehr geringe Menge elektrischer Energie erzeugt. Die kleine erzeugte elektrische Energie wird das Magnetfeld aufbauen, was zu einer größeren elektrischen Energieabgabe führt. Währenddessen kann in demselben Nebenschlussgenerator die Feldwicklung parallel zur elektrischen Ausgabe sein, und so baut sich die Spannung über der Feldwicklung auf, während sich die elektrische Ausgabe aufbaut.
In einem stetig laufenden Nebenschlussgenerator ist der mechanische Energieeintrag die letzte Voraussetzung für die Aufrechterhaltung der Stromerzeugung. Das mechanische Drehmoment, das die Ankerwicklungen dreht, wird in elektrische Energie umgewandelt. Wenn die elektrischen Ströme erzeugt werden, wird mehr Drehmoment benötigt, bis die Lastleistung bei einem gegebenen mechanischen Eingang aufrechterhalten wird. Jede Zunahme oder Abnahme der Lastleistung spiegelt sich in einer Zunahme oder Abnahme der mechanischen Belastung wider, sofern ein Spannungsregelkreis vorhanden ist.
Der einfachste Gleichstromgenerator kann anstelle einer Feldwicklung einen Permanentmagneten aufweisen. Es ist zu beachten, dass ein Elektromagnet erforderlich ist, um ein steuerbares Magnetfeld zu erzeugen, das die Hauptenergiequelle des beteiligten elektromagnetischen Induktionsprozesses ist, was zu einem Elektromagneten mit einer Wicklung führt, die üblicherweise als Feldwicklung bezeichnet wird. Die Feldwicklung und die Ankerwicklung können in verschiedenen Konfigurationen verbunden sein. Es kann sogar eine Reihenfeldwicklung zusammen mit einer Parallelfeldwicklung geben. Ersteres und Letzteres werden üblicherweise als Serienfeld bzw. Nebenschlussfeld bezeichnet.
Elektromotoren arbeiten nach gegenseitigen Prinzipien wie Generatoren. Wenn elektrische Energie in einen Elektromotor eingespeist wird, wirken sowohl Rotor- als auch Feldenergie zusammen, um die erforderliche mechanische Leistung zu erzeugen. Der umgekehrte Prozess ist die Stromerzeugung, bei der sowohl das Restmagnetfeld als auch das mechanische Drehmoment letztendlich eine stabile elektrische Ausgangsleistung erzeugen.