Zusammenfassung
Die elektrische Energie kommt nicht einfach aus der Steckdose! Sie muss aus anderen Energiearten erzeugt werden. Ganz egal, ob es sich hierbei um thermische Energie aus Kohle, Gas oder Kernkraft, um Wasserkraft oder Windenergie handelt, immer sind es elektrische Maschinen - in diesem Fall spricht man von Generatoren, die die elektrische Energie erzeugen. Für die Übertragung der elektrischen Energie zum Verbraucher reicht die von ihnen gelieferte Spannung in der Regel nicht aus. Die Verluste auf den Leitungen wären zu hoch. Deshalb wird die Spannung, die der Generator liefert, mit einem Transformator heraufgesetzt. Auch der Transformator ist eine elektrische Maschine. Man bezeichnet ihn als ruhende elektrische Maschine und drückt hiermit aus, dass es anders als bei den umlaufenden Maschinen keine bewegten Teile gibt. An dem Anschlusspunkt eines Abnehmers muss die Spannung wieder auf ein handhabbares Maß herabgesetzt werden. Auch das geschieht mit Transformatoren.
Auf der Verbraucherseite wird die elektrische Energie häufig durch Elektromotoren in Bewegung umgewandelt. Denken Sie einmal nach, wieviele Elektromotoren es allein in Ihrem Haushalt gibt. Sie sind in Kühlschränken, Staubsaugern, Waschmaschinen, Dosenöffnern, Ölbrennern, Heizungs-Umwälzpumpen, Rolladenantrieben usw. eingebaut. Auch die Industrie ist auf Elektromotoren angewiesen. Ohne diese Antriebsquelle wäre unsere heutige Produktionstechnik nicht möglich. Die Liste der Einsatzgebiete ist nahezu unbegrenzt. Deshalb seien hier exemplarisch nur als Stichworte Fahrzeuge, Pumpen, Lüfter, Hebezeuge und Förderbänder genannt.
Elektrische Maschinen werden mit Leistungen von einigen Milliwatt (mW) bis hin zu Leistungen über ein Gigawatt (1 GW = 1000.000 kW) gebaut. Beispielhaft ist in der folgenden Abbildung der Generator für ein Braunkohlekraftwerk beim Einheben auf die Fundamente im Maschinenhaus gezeigt. Er hat eine Leistung von 800 Megawatt und wiegt 400 Tonnen.
Bei den rotierenden elektrischen Maschinen wählt man je nach Einsatzzweck verschiedene Ausführungen. Kleinmaschinen in dem Leistungsbereich bis etwa ein Kilowatt sind meistens Gleichstrom oder Wechselstrommaschinen. Letztere gibt es als unterschiedliche Typen. Am bekanntesten ist der Universalmotor. Er besitzt wie eine Gleichstrommaschine einen Kommutator. Man findet diesen Motor in Staubsaugern, Bohrmaschinen usw.. Nachteilig ist sein Bürstenfeuer, was die Lebensdauer des Motors stark verkürzt. Deshalb greift man bei hermetisch verschlossenen Motoren, wie z. B. in Kühlgeräten, auf sogenannte Kondensatormotoren zurück. Sie besitzen eine Hilfswicklung, die zusammen mit der Hauptwicklung ein Drehfeld erzeugt. Das Arbeitsprinzip gleicht dem der Asynchronmaschine. Als Kleinstmotoren sind ferner Spaltpol- und Hysteresemotoren im Einsatz.
Den industriellen Bereich dominiert die Asynchronmaschine mit Leistungen von etwa ein Kilowatt bis über 10 Megawatt. Der darüber hinausgehende Leistungsbereich ist der Synchronmaschine vorbehalten. Auch hier gibt es angepasst an den jeweiligen Einsatzbereich unterschiedliche Ausführungen. Bei den Asynchronmaschinen unterscheidet man z. B. solche mit Schleifring- oder mit Käfigläufer.
Laborleiter: Prof. Dr.-Ing. Kunze;
Prof. Dr.-Ing. Bergmann;
Laboringenieur: Dipl.- Ing.(FH) Kittelmann;
