Alexanderson-Alternator

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200-kW-Alexanderson-Alternator in Grimeton (Schweden). Rechts: Antriebsmotor; links oben im Hintergrund: Magnetverstärker zur Modulation

Ein Alexanderson-Alternator ist ein spezieller elektromechanischer Generator zur Erzeugung hochfrequenter Wechselspannungen mit bis zu 100.000 Schwingungen pro Sekunde (100 kHz). Die Geräte wurden von Ernst Alexanderson entwickelt und weltweit hauptsächlich für den Betrieb von Längstwellen- und Langwellen-Sendern verwendet (Maschinensender).

Inhaltsverzeichnis

1 Arbeitsprinzip
2 200 kW-Alternatoren
- 2.1 Einsatzstationen
- 2.2 Sende- und Empfangsbetrieb
3 Literatur

[Bearbeiten] Arbeitsprinzip

Der Stator eines Alexanderson-Alternators besteht auf der einen Seite aus Spulen, die mit Gleichstrom beaufschlagt werden und ein Magnetfeld erzeugen. Der Rotor ist ein schnell rotierendes Eisenrad mit mehreren hundert bis über 1000 Schlitzen. Diese Schlitze sind zur Verringerung des Luftwiderstandes mit einem nicht ferromagnetischen Material gefüllt. Dadurch wird der magnetische Fluss auf genau gegenüber liegende Spulen der anderen Seite des Stators rhythmisch verändert. Dadurch wird eine hochfrequente Wechselspannung erzeugt (Induktion). Für Langwellensender wurden Alternatoren für bis zu 100 kHz und 2 kW Leistung entwickelt.

[Bearbeiten] 200 kW-Alternatoren

Die leistungsstärksten Alternatoren waren für Längstwellensender bestimmt und wurden von General Electric in einer Stückzahl von 20 produziert (siehe Tabelle). Sie konnten einen Frequenzbereich von 12,5 kHz bis 28,6 kHz (Betrieb in Stromnetzen mit 60 Hz) beziehungsweise 10,4 kHz bis 24 kHz (bei 50 Hz-Netzen in Europa) abdecken. Dazu konnte die Motordrehzahl zwischen 720 und 864 U/min variiert werden. Außerdem gab es Rotoren mit unterschiedlicher Polzahl und Getriebeübersetzungen von 1:2,675, 1:2,973 und 1:3,324. Die Rotoren dieser Maschinen hatten an der Peripherie eine Dicke von 75 mm und einen Durchmesser von 1,6 m. Bei bis zu 2500 U/min erreichte die äußere Umlaufgeschwindigkeit rund 800 km/h (etwa 2/3 der Schallgeschwindigkeit in Luft). Eine sehr wichtige Komponente der Alternatoren war deren Geschwindigkeitsregulator. Bei der entsprechenden Abstimmung der Antennen führten 0,25% Abweichung der Umdrehungszahl des Rotors zu einer Verringerung der an die Antenne übertragenen Leistung um mehr als 50%.

[Bearbeiten] Einsatzstationen

Radio-Station	Kennung	Wellenlänge	Installation	Abschaltung	Verschrottung	Bemerkung
New Brunswick, USA	WII	13.761 m	1918	1948	1953	anfänglich 50 kW Alternator
New Brunswick, USA	WRT	13.274 m	1920	1948	1953
Marion, USA	WQR	13.423 m	1920	1932
Marion, USA	WSO	11.623 m	1922	1932		1942 nach Haiku
Bolinas, USA	KET	13.100 m	1920	1930	1946
Bolinas, USA	KET	15.600 m	1921	1930		1942 nach Haiku
Radio Central, USA	WQK	16.484 m	1921	1948	1951
Radio Central, USA	WSS	15.957 m	1921	1948		1949 nach Marion
Kahuku, USA	KGI	16.120 m	1920	1930	1938
Kahuku, USA	KIE	16.667 m	1921	1930	1938
Tuckerton, USA	WCI	16.304 m	1921	1948	1955
Tuckerton, USA	WGG	13.575 m	1922	1948	1955
Caernarvon, UK	MUU	14.111 m	1921		1939
Caernarvon, UK	GLC	9.592 m	1921		1939
Warschau, Polen	AXO	21.127 m	1923			im 2. Weltkrieg zerstört
Warschau, Polen	AXL	18.293 m	1923			im 2. Weltkrieg zerstört
Grimeton, Schweden	SAQ	17.442 m	1924			anfänglich 18.600 m, noch betriebsbereit
Grimeton, Schweden			1924	1960	1960	zur Parallelschaltung
Pernambuco (Recife), Brasilien			nie			1924 ausgeliefert
Pernambuco, Brasilien			nie			1924 ausgeliefert

Ab 1942 wurden vier Stationen von der US Navy betrieben: die neu errichtete Station Haiku (Hawaii) sowie die Stationen in Bolinas (beide bis 1946), Marion und Tuckerton (beide bis 1948). Die Station Marion wurde 1949 von der US Airforce übernommen und bis 1957 zur Übertragung von Wetterberichten in die Arktis sowie zu den Basen in Grönland, Labrador und Island verwendet. Einer der Alternatoren wurde 1961 verschrottet und der andere an das US Bureau of Standards übergeben.

Die beiden Maschinen in Brasilien konnten durch organisatorische Probleme nie dort eingesetzt werden. Sie wurden nach 1946 wieder an die Radio Central zurückgegeben.

[Bearbeiten] Sende- und Empfangsbetrieb

Die Längstwellensender waren mit mindestens je einer Alexanderson-Antenne ausgerüstet, von denen lediglich die eine in Grimeton noch erhalten ist. In Radio Central auf Long Island (USA) waren zwölf sternförmig aufgestellte Alexanderson-Antennen vorgesehen für den Sendebetrieb mit Dänemark (1), Schweden (2), Deutschland (3), Frankreich (4), Großbritannien (5), Südamerika (6, 7, 8), Pazifik sowie Telefonie mit Europa (9, 10, 11) und Polen (12). Telegramme wurden in einer Zentrale, die sich in Schweden beispielsweise in Göteborg befand, im Morsezeichen-Code auf Lochstreifen übertragen und anschließend in schneller Folge per Draht zur Sendestation (Schweden: Grimeton) übertragen. In der Sendestation erfolgte die Modulation über Relais und daran angeschlossene Magnetverstärker (Transduktoren).

Die Empfangsantennen befanden sich in einigem Abstand zu den Sendern und bestanden aus etwa 13 km langen Drähten, die an hölzernen Masten aufgehängt waren. Keine einzige dieser Anlagen ist noch erhalten. Allerdings sind teilweise noch die Empfangsgebäude erhalten, beispielsweise in Kungsbacka, Schweden.