Электромагнитная индукция является показателем, на котором основан принцип работы генератора, суть которой заключается в преобразовании механической вращательной энергии двигателя в электрическую энергию. При равномерном вращении рамки в магнитном поле, в ней появляется переменная электродвижущая сила. Ее частота совпадает с частотой вращения рамки. Существуют два основных вида генераторов, применяемых в различных областях.
Как работает синхронный генератор
Представляет собой синхронную машину, функционирующую в генераторном режиме. Здесь магнитное поле статора вращается с частотой, равной частоте, с которой вращается ротор. Магнитные полюса ротора создают магнитное поле, которое вращаясь и пересекаясь с обмоткой статора способствует наведению в ней электродвижущей силы.
Ротор синхронного генератора представляет собой электромагнит или постоянный магнит, а количество его полюсов всегда кратно двум. Ротор, используемый в бытовых электростанциях, обычно имеет два полюса, обеспечивающих необходимую частоту вращения. Во время запуска, магнитное поле ротора достаточно слабое, однако, при увеличении оборотов, происходит возрастание электродвижущей силы в обмотке возбуждения.
В качестве основного преимущества данного вида генераторов следует отметить исключительно стабильное выходное напряжение. Однако, при работе синхронного генератора, велика вероятность токовой перегрузки. Кроме того, щеточный узел требует регулярного обслуживания.
Асинхронный генератор
Выполнен в виде двигателя асинхронного типа, работа которого производится в режиме торможения. В данном случае вращение ротора происходит с опережением при соблюдении направления магнитного поля статора. Принцип действия генератора асинхронного типа зависит от типа обмотки, в зависимости от которой конструкция ротора бывает фазной или короткозамкнутой.
Электродвижущая сила наводится в статоре таким же образом, как и в варианте синхронного генератора. Магнитное поле вращается и остается стабильным и нерегулируемым. Поэтому, значение частоты и напряжения на выходе находится в зависимости от частоты вращения ротора, которая напрямую зависит от стабильной работы двигателя, установленного на электростанции.
Асинхронные генераторы отличаются малой чувствительностью к коротким замыканиям и сравнительно невысокой стоимостью. Тем не менее, они применяются достаточно редко в связи с отдельными недостатками, в частности, ненадежной работой в экстремальных условиях и высокой степенью зависимости от случайных факторов.