Im Maschinen- und Aggregatebau werden verschiedene Arten von Generatoren verwendet, vornehmlich Asynchron- und Synchrongeneratoren. Asynchrongeneratoren müssen mit Kondensatoren erregt werden und können deshalb in der Regel nur bis ca. 30 kVA eingesetzt werden.
Sie sind bei einem Oberschwingungsgehalt im Netz gut geeignet, weil die Kondensatoren die Oberschwingungsströme aufnehmen. Dagegen sind Synchrongeneratoren in jeder Leistungsklasse einsetzbar. Deshalb werden hier nur sie beschrieben.
Ein Synchrongenerator, besteht aus einem Haupt- und einem Erregergenerator. Der Hauptgenerator ist eine Schenkelpolmaschine als Innenpolausführung. Der auf derselben Welle sich befindende Erregergenerator ist eine Drehstromaußenpolmaschine. Die Spannungsregelung der Hauptmaschine erfolgt bei wechselnder Belastung durch Ändern des Erregerstroms in der Wicklung der Erregermaschine durch den Spannungsregler. Dieser steuert die Energie für das Magnetfeld der Erregermaschine.
Deren dreiphasige Rotorwicklung erzeugt eine Leistung, die mit einem rotierenden Gleichrichter umgeformt und der Erregerwicklung der Hauptmaschine zugeführt wird. Im Ständer der Erregermaschine sind Dauermagnete eingebaut, die eine sichere „Auferregung“ bewirken.
Der standardmäßig eingesetzte Spannungsregler hält die Klemmenspannung bei den verschiedensten Belastungen auf rund 1 % konstant. Dies gilt für den Leerlauf bis hin zur linearen Nennlast bei cos j = 0,1 – 1 und bei einer Drehzahländerung von D n = –5 %. Bei einem Oberschwingungsgehalt wird ein Tiefpassfilter am Messeingang des Spannungsreglers vorgesehen.
Synchrongeneratoren sind selbst geringe Oberschwingungserzeuger. Durch geschickte Wicklungsauslegung wird die Oberschwingungserzeugung stark reduziert oder in Teilbereichen ganz vermieden. Um eine optimale Sinuskurve zu erzeugen, ist das Rotorblech so ausgeführt, dass der Luftspalt sich von der Mitte nach außen hin erweitert. Damit entsteht eine Flussverteilungskurve, die nicht rechteckig ist, sondern sich einer Sinuskurve annähert. Damit eine Spannungskurve erzeugt wird, die der idealen Sinuskurve so nah wie möglich kommt, wird zusätzlich zu vorgenannter Maßnahme eine Sehnung des Wickelschritts vorgenommen. Dadurch ersteht eine Spannungskurve mit einem Spannungsklirrfaktor von Ku = 2 % bei Leerlauf bis linearer und symmetrischer Nennlast, gemessen zwischen zwei Phasen.
Zwischen einer Phase und dem Nullleiter baut sich auch bei symmetrischer linearer Belastung bei einer Wicklung mit 5/6-Schritt die dritte Oberschwingung proportional zur Last auf und kann bis zu K u = 8 % erreichen. Dadurch kann es bei Netzparallelbetrieb, wenn die Netzspannung zwischen der Phase und dem Nullleiter sinusförmig ist, zu einem relativ hohen Strom im Nullleiter kommen. Zur Reduzierung muss dann eine Sternpunktdrossel eingesetzt werden. Eine andere Maßnahme ist es, die Wicklung mit einem 2/3-Schritt vorzusehen. Damit ist auch bei Inselbetrieb zwischen Phase und Nullleiter eine Spannungskurve ohne dritte Oberschwingung vorhanden. Oberschwingungen durch die Nutung des Ständers werden dadurch beseitigt, dass der Ständer oder der Rotor um eine Nutteilung geschrägt ist.