Kaip veikia generatoriai

Generatorius – tai įrenginys, kuris kitas energijos formas (pvz., mechaninę energiją, šiluminę energiją ir kt.) paverčia elektros energija. Jo pagrindinis veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos dėsniu -, kai laidininkas uždaroje grandinėje magnetiniame lauke nupjauna magnetinio srauto linijas, laidininke bus generuojama indukuota srovė.
Konkretus darbo procesas yra toks:
Energijos įvedimas: išorinė galia (pvz., garo turbinos, vandens turbinos, vidaus degimo varikliai ir kt.) verčia generatoriaus rotorių suktis ir tiekti mechaninę energiją.
Magnetinio lauko nustatymas: Rotorius paprastai sudarytas iš elektromagnetų arba nuolatinių magnetų. Įjungus maitinimą, sukuriamas besisukantis magnetinis laukas (sinchroninis generatorius) arba magnetinis laukas formuojamas šepečiais prijungus prie išorinės grandinės (asinchroninis generatorius).
Indukuotos srovės generavimas: aplink statorių (fiksuota dalis) apvyniojama ritė, o besisukantis magnetinis laukas nupjauna statoriaus ritėje esantį laidininką, todėl ritėje pasikeičia magnetinis srautas, o pagal elektromagnetinės indukcijos principą susidaro kintamoji elektrovaros jėga.
Elektros energijos išvestis: statoriaus ritė yra prijungta prie išorinės grandinės per gnybtą, o indukuota srovė per liniją perduodama į elektros įrangą, kad būtų baigtas energijos konvertavimas.
Praktikoje generatoriai dažniausiai yra kintamosios srovės generatoriai, o išėjimo srovės dažnis valdomas projektuojant magnetinių polių skaičių ir greitį (pavyzdžiui, mano šalies elektros tinklo standartinis dažnis yra 50 Hz). Jo efektyvumas priklauso nuo nuostolių energijos konversijos procese (tokių kaip mechaninė trintis, magnetiniai nuostoliai ir kt.). Šiuolaikinių generatorių efektyvumas dažniausiai gali siekti daugiau nei 90 proc.