Hogyan működnek a generátorok

A generátor olyan eszköz, amely más energiaformákat (például mechanikai energiát, hőenergiát stb.) alakít át elektromos energiává. Alapvető működési elve az elektromágneses indukció - törvényén alapul, amikor egy zárt áramkörben lévő vezető elvágja a mágneses fluxusvonalakat egy mágneses térben, a vezetőben indukált áram keletkezik.
A konkrét munkafolyamat a következő:
Energiabevitel: A külső teljesítmény (például gőzturbinák, vízturbinák, belső égésű motorok stb.) a generátor forgórészét forgatja, és mechanikai energiát biztosít.
Mágneses mező létrehozása: A rotor általában elektromágnesekből vagy állandó mágnesekből áll. A tápfeszültség bekapcsolása után forgó mágneses mező keletkezik (szinkron generátor), vagy mágneses mező képződik úgy, hogy keféken keresztül csatlakozik egy külső áramkörhöz (aszinkron generátor).
Indukált áramtermelés: Az állórész (rögzített rész) köré tekercset tekercselnek, és a forgó mágneses tér elvágja az állórész tekercsében lévő vezetőt, ezáltal a tekercsben a mágneses fluxus megváltozik, és az elektromágneses indukció elve szerint váltakozó elektromotoros erő keletkezik.
Elektromos energia kimenet: Az állórész tekercs a terminálon keresztül csatlakozik a külső áramkörhöz, és az indukált áramot a vezetéken keresztül továbbítják az elektromos berendezéshez az energiaátalakítás befejezéséhez.
A gyakorlati alkalmazásokban a generátorok többnyire váltakozó áramú generátorok, a kimenő áram frekvenciáját a mágneses pólusok számának és sebességének megtervezésével szabályozzák (hazám elektromos hálózatának szabványos frekvenciája például 50 Hz). Hatékonysága az energiaátalakítási folyamat veszteségeitől függ (például mechanikai súrlódás, mágneses veszteségek stb.). A modern generátorok hatásfoka általában elérheti a 90%-ot is.