Генераторът в електротехниката е устройство, чрез което енергията от механичен тип се преобразува в електрическа енергия. Такива устройства се използват широко в производството и в някои технически системи, например в автомобилите. Работата на генератора се основава на явлението електромагнитна индукция.
Устройство на алтернатора
На практика се използват няколко вида генератори. Но всеки от тях включва едни и същи градивни елементи. Те включват магнит, който създава подходящото поле и специална жична намотка, където се генерира електродвижеща сила (ЕМП). В най-простия модел на генератора ролята на намотката се играе от рамка, която може да се върти около хоризонтална или вертикална ос. Амплитудата на ЕМП е пропорционална на броя на завъртанията на намотката и амплитудата на трептенията на магнитния поток.
За да се получи значителен магнитен поток, в генераторите се използва специална система. Състои се от двойка стоманени сърцевини. Намотките, които създават променливо магнитно поле, се поставят в прорезите на първия от тях. Тези завои, които индуцират ЕМП, се полагат в жлебовете на второто ядро.
Вътрешното ядро се нарича ротор. Той се върти около оста заедно с намотката върху нея. Ядрото, което остава неподвижно, действа като статор. За да бъде потокът от магнитна индукция най-силен и енергийните загуби да бъдат минимални, разстоянието между статора и ротора се опитва да бъде възможно най-малко.
Какъв е принципът на генератора
Електродвижещата сила възниква в намотките на статора веднага след появата на електрическо поле, което се характеризира с вихрови образувания. Тези процеси се генерират от промяна в магнитния поток, която се наблюдава по време на ускорено въртене на ротора.
Токът от ротора се подава към електрическата верига с помощта на контакти под формата на плъзгащи се елементи. За да се улесни това, пръстените, наречени контактни пръстени, са прикрепени към краищата на намотката. Към пръстените се притискат неподвижни четки, чрез които се осъществява връзката между електрическата верига и намотката на движещия се ротор.
В завоите на магнитната намотка, където се създава магнитно поле, токът има относително малка сила в сравнение с тока, който генераторът дава на външната верига. Поради тази причина дизайнерите на първите генератори решиха да отклонят тока от статично разположените намотки и да доставят слаб ток към въртящия се магнит чрез контактите, осигуряващи плъзгане. При генераторите с ниска мощност полето създава постоянен магнит, който може да се върти. Този дизайн ви позволява да опростите цялата система и изобщо да не използвате пръстени и четки.
Модерен индустриален генератор на електрически ток е масивна и обемиста структура, която се състои от метални конструкции, изолатори и медни проводници. Устройството може да бъде с размер няколко метра. Но дори и за такава здрава конструкция е много важно да се поддържат точните размери на частите и пролуките между движещите се части на електрическата машина.
