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00:00:00.120 --> 00:00:01.200
Mein Name ist Jörg Scheffler.

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00:00:01.200 --> 00:00:05.000
Ich vertrete hier die Elektrischen Energieanlagen
an der Hochschule Merseburg

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00:00:05.400 --> 00:00:09.160
und möchte Ihnen heute mal kurz was zu dem
Prinzip zeigen, nachdem

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00:00:09.160 --> 00:00:12.920
sowohl klassische Kraftwerksgeneratoren als
auch Windkraftanlagen

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00:00:13.320 --> 00:00:15.240
elektrische Energie erzeugen.

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00:00:15.240 --> 00:00:17.960
Kernpunkt ist das Induktionsgesetzen,

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00:00:17.960 --> 00:00:21.320
was praktisch eine Verknüpfung herstellt zwischen
einem Magnetfeld,

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00:00:21.320 --> 00:00:22.920
was sich zeitlich ändert,

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00:00:22.920 --> 00:00:26.040
und einer elektrischen Spannung, die dadurch
induziert wird.

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00:00:26.840 --> 00:00:28.680
Dazu mal ein ganz einfaches Beispiel.

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00:00:28.680 --> 00:00:30.480
Zunächst einmal aus der Ferne.

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00:00:30.480 --> 00:00:31.640
Das kennen Sie alle.

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00:00:31.640 --> 00:00:33.360
Ein klassische Fahrraddynamo.

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00:00:33.360 --> 00:00:36.960
Das ist letztlich nichts anderes als so ein
ganz kleiner Synchrongenerator.

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00:00:38.280 --> 00:00:39.880
Da ist auch nicht viel drin.

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00:00:39.880 --> 00:00:42.880
Da ist im drehenden Teil ein Dauermagnet

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00:00:43.280 --> 00:00:47.160
und im feststehenden Teil eine Spule mit Eisenzungen,

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00:00:47.600 --> 00:00:50.600
die praktisch der Dauermagnet reingreift

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00:00:50.600 --> 00:00:53.600
und in denen ich ihn drehen kann.

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00:00:53.640 --> 00:00:56.760
Ich würde jetzt mal aus der Nähe zeigen,
wie das Ganze funktioniert,

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00:00:56.880 --> 00:00:58.520
wenn man hier so ein kleines Lämpchen daran
hält.

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00:01:03.000 --> 00:01:03.000
Und wenn Sie

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00:01:03.000 --> 00:01:07.000
jetzt hier schnell genug drehen, sehen Sie
dann fängt das Lämpchen an zu leuchten.

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00:01:08.000 --> 00:01:10.000
Das ist eigentlich das gleiche Grundprinzip.

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00:01:10.000 --> 00:01:12.000
Nachdem auch

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00:01:12.000 --> 00:01:14.000
klassische Generatoren funktionieren.

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00:01:14.000 --> 00:01:17.000
Das heißt, ich habe einen feststehenden Teil,
da sind Spulen drin

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00:01:18.000 --> 00:01:21.000
und setze jetzt hier einen Magneten rein, den
ich drehe.

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00:01:22.000 --> 00:01:25.000
Der Magnet kann ein Dauermagnet sein, wie hier
oder

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00:01:25.000 --> 00:01:28.000
wie bei vielen größeren Generatoren ein Elektromagnet.

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00:01:29.000 --> 00:01:33.000
Also ein Läufer mit einer Spule drauf, wo
ich eine Gleichspannung anlege.

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00:01:33.000 --> 00:01:36.000
Es fließt ein Gleichstrom, der ein Magnetfeld
aufbaut,

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00:01:36.000 --> 00:01:40.000
was sich dann angetrieben zum Beispiel durch
eine Windkraftanlage dreht.

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00:01:41.000 --> 00:01:45.000
Dann wird in den feststehenden Spulen eine
Spannung induziert.

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00:01:46.000 --> 00:01:49.000
Das möchte ich Ihnen im nächsten Teil mal
zeigen.

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00:01:50.000 --> 00:01:54.000
Mit so einem Synchrongenerator, den Sie hier
links sehen.

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00:01:54.000 --> 00:01:58.000
Wir haben also hier so einen Generator, wo
im Läufer ein Elektromagnet sitzt,

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00:01:58.000 --> 00:02:04.000
der fremd angetrieben wird durch diese Maschine.

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00:02:04.000 --> 00:02:08.000
Und ich kann die Spannung messen, die im feststehenden
Teil induziert wird.

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00:02:09.000 --> 00:02:14.000
Wenn ich das Ganze als Generator betreibe,
kann ich es auch mit einem Netz,

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00:02:14.000 --> 00:02:17.000
den öffentlichen Energienetz zum Beispiel,
synchronisieren.

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00:02:17.000 --> 00:02:18.000
Das werden wir dann mal machen.

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00:02:18.000 --> 00:02:22.000
Da beides Wechselgrößen sind, sinusförmige
Wechselgrößen,

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00:02:22.000 --> 00:02:27.000
müssen drei Dinge übereinstimmen die Frequenz,
die Höhe der Spannung

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00:02:27.000 --> 00:02:31.000
und die Phasenlage, das heißt der Punkt der
Sinuswelle, wo die beiden gerade sind.

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00:02:32.000 --> 00:02:33.000
Das sind die drei Dinge.

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00:02:33.000 --> 00:02:35.000
Jetzt, wo es ein bisschen lauter ist, geht
der Lüfter an

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00:02:35.000 --> 00:02:38.000
und ich würde ihn zunächst erst mal zeigen,

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00:02:38.000 --> 00:02:41.000
welche Spannung induziert wird in Abhängigkeit

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00:02:41.000 --> 00:02:44.000
von der Stärke des Magnetfeldes im drehenden
Teil.

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00:02:45.000 --> 00:02:46.000
Das wäre die erste Geschichte.

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00:02:46.000 --> 00:02:48.000
Dazu schalten wir erst mal hier an.

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00:02:48.000 --> 00:02:53.000
Würden jetzt als nächstes den Generator auf
Drehzahl bringen, weil ohne Drehen

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00:02:54.000 --> 00:02:57.000
funktioniert ja das Induktionsgesetz nicht.

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00:02:57.000 --> 00:03:00.000
und wir können jetzt hier den ganzen Satz
auf eine Drehzahl bringen

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00:03:00.000 --> 00:03:04.000
von in dem Falle 1500 Umdrehungen pro Minute.

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00:03:05.000 --> 00:03:06.000
Okay.

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00:03:06.000 --> 00:03:09.000
Jetzt haben wir praktisch die richtige Drehzahl.

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00:03:09.000 --> 00:03:13.000
Damit induziert jetzt der Generator

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00:03:13.000 --> 00:03:16.000
eine Spannung mit der richtigen Frequenz von
50 Hz.

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00:03:18.000 --> 00:03:21.000
Was wir jetzt hier sehen, ist, dass die Höhe
der Spannung natürlich noch null ist.

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00:03:22.000 --> 00:03:26.000
Und wir können jetzt messen, welche Spannung
induziert wird

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00:03:26.000 --> 00:03:29.000
in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfeldes,

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00:03:30.000 --> 00:03:32.000
die ich im Läufer aufbaue.

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00:03:32.000 --> 00:03:35.000
Hier wie gesagt, ein Elektromagnet, kein Dauermagnet.

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00:03:35.000 --> 00:03:38.000
Der Elektromagnet gespeist über das Netzteil.

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00:03:40.000 --> 00:03:43.000
So, jetzt haben wir hier ein Spannungsmessgerät.

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00:03:43.000 --> 00:03:44.000
Das zeigt jetzt bei Strom noch

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00:03:44.000 --> 00:03:47.000
null eine Spannung von etwa drei Volt an.

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00:03:48.000 --> 00:03:51.000
Das liegt einfach daran, dass das Magnetfeld
ja nicht komplett verschwindet.

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00:03:51.000 --> 00:03:53.000
Wenn ich die Ursache zurücknehme.

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00:03:53.000 --> 00:03:54.000
Das kennen Sie alle.

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00:03:54.000 --> 00:03:57.000
Wenn Sie ein Werkzeug an einen Dauermagneten
halten und wieder wegnehmen,

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00:03:57.000 --> 00:03:58.000
bleibt es ein bisschen magnetisch.

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00:03:58.000 --> 00:04:01.000
Das Gleiche haben Sie also auch, Permanenz
genannt.

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00:04:01.000 --> 00:04:04.000
Wenn man jetzt den Strom erhöhen im drehenden
Teil.

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00:04:05.000 --> 00:04:07.000
auf zum Beispiel 0,1 Ampere,

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00:04:10.000 --> 00:04:11.000
dann haben wir bereits

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00:04:11.000 --> 00:04:14.000
eine Spannung von über 100 Volt im Ständer.

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00:04:15.000 --> 00:04:18.000
Das kann ich jetzt nach oben treiben, zum Beispiel

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00:04:18.000 --> 00:04:21.000
auf 0,7 Ampere.

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00:04:21.000 --> 00:04:24.000
Man hätte jetzt eine Spannung von über 400
Volt.

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00:04:24.000 --> 00:04:26.000
Wenn ich jetzt die Maschine mit dem

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00:04:26.000 --> 00:04:30.000
vorhandenen öffentlichen Netz synchronisieren
will, müssen wie gesagt,

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00:04:30.000 --> 00:04:34.000
drei Dinge passen die Frequenz, die Höhe der
Spannung und die Phasenlage.

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00:04:34.000 --> 00:04:37.000
Das heißt, wo ist die Schwingung gerade an
welchem Zeitpunkt?

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00:04:39.000 --> 00:04:40.000
Das haut hin.

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00:04:40.000 --> 00:04:43.000
Das passt noch nicht.

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00:04:44.000 --> 00:04:46.000
Passt jetzt ungefähr.

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00:04:46.000 --> 00:04:50.000
Jetzt sehe ich hier praktisch die Differenz
der Phasenwinkel.

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00:04:50.000 --> 00:04:53.000
Dazu wird die Spannungsdifferenz gemessen zwischen
einer Phase

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00:04:53.000 --> 00:04:56.000
im Netz und einer Phase im Generator.

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00:04:56.000 --> 00:05:00.000
Wenn die Differenz gerade sehr hoch ist, dann
sind die Schwingungen

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00:05:00.000 --> 00:05:03.000
die benachbarten Schwingungen genau in Phasenlage.

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00:05:03.000 --> 00:05:06.000
Das sieht man auch daran, dass der Balken gerade
oben ist.

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00:05:06.000 --> 00:05:08.000
Wenn der Balken oben ist,

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00:05:08.000 --> 00:05:12.000
dann kann ich den Schalter einschalten und
die Maschine läuft

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00:05:12.000 --> 00:05:13.000
dann synchron mit dem Netz.

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00:05:19.000 --> 00:05:20.000
So, jetzt

100
00:05:20.000 --> 00:05:23.000
läuft die Maschine praktisch schön ruhig,
synchron mit den Netz.

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00:05:24.000 --> 00:05:26.000
Jetzt könnte ich sie weiter antreiben.

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00:05:26.000 --> 00:05:29.000
Würde dann praktisch Leistung ins Netz abgeben.

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00:05:29.000 --> 00:05:32.000
Das wäre so das Grundprinzip, wie das Ganze
funktioniert.