A bal oldalon egy öngerjesztésű, shunt-tekercselésű egyenáramú generátor, a jobb oldalon pedig egy állandó mágneses mezővel rendelkező magneto egyenáramú generátor látható. A shunt-wound generátor kimenete az áramfelvétellel változik, míg a magneto kimenete a terhelésváltozásoktól függetlenül állandó.

Egy önállóan gerjesztett egyenáramú generátor bipoláris mezőmágnesekkel. Az ilyen külön gerjesztett generátorokat általában nagyméretű erőátviteli létesítményekben használják. A kisebb generátor lehet akár állandó mezőmágnesekkel ellátott mágnestekercs vagy más öngerjesztésű generátor.

Egy egyenáramú gép (motor vagy generátor) armatúrájával söntbe, sorba vagy összetettbe kapcsolható egy mezőtekercs.

A mezőtekercseket használó gép esetében, mint a legtöbb nagy generátor esetében, a mezőt árammal kell létrehozni ahhoz, hogy a generátor villamos energiát termeljen. Bár a generátor saját teljesítményének egy része felhasználható a mező fenntartására, miután beindult, a generátor indításához külső áramforrásra van szükség. Mindenesetre fontos, hogy a mezőt szabályozni tudjuk, mivel ez tartja fenn a rendszer feszültségét.

Erősítő elveSzerkesztés

Az állandó mágneses generátorok kivételével a generátor a mágneses mezővel arányos kimeneti feszültséget állít elő, amely arányos a gerjesztő árammal; ha nincs gerjesztő áram, nincs feszültség sem.

A mezőáramként szolgáltatott kis teljesítmény így nagy mennyiségű termelt teljesítményt szabályozhat, és felhasználható annak modulálására. Ez az elv nagyon hasznos a feszültségszabályozásnál: ha a rendszer kimeneti feszültsége kisebb a kívántnál, a gerjesztőáram növelhető; ha a kimeneti feszültség magas, a gerjesztés csökkenthető. A szinkron kondenzátor ugyanezen az elven működik, de nincs “primer” teljesítménybevitel; a forgási tehetetlenség azonban azt jelenti, hogy rövid ideig képes teljesítményt küldeni vagy fogadni. A gép kiszámíthatatlan áramváltozások miatti károsodásának elkerülése érdekében gyakran használnak rámpagenerátort. A generátor tehát erősítőnek tekinthető:

Külön gerjesztőEdit

1930-as évekbeli dízel áramfejlesztő aggregát generátora, fölötte gerjesztő dinamóval

Nagy vagy régebbi generátorok esetében szokásos, hogy a főgenerátorral párhuzamosan egy külön gerjesztő dinamót is táplálnak. Ez egy kis állandó mágneses vagy akkumulátorral gerjesztett dinamó, amely a nagyobb generátor mezőáramát termeli.

ÖngerjesztésSzerkesztés

A mezőtekercsekkel ellátott modern generátorok általában öngerjesztésűek; azaz a rotor által leadott teljesítmény egy részét a mezőtekercsek táplálására használják. A forgórész vasa bizonyos fokú maradék mágnesességet megtart, amikor a generátor le van kapcsolva. A generátort terhelés nélkül indítják el; a kezdeti gyenge mező gyenge áramot indukál a forgórész tekercsekben, ami viszont kezdeti mezőáramot hoz létre, ami növeli a mezőerősséget, ezáltal növeli az indukált áramot a forgórészben, és így tovább egy visszacsatolási folyamatban, amíg a gép “fel nem épül” a teljes feszültségre.

IndításSzerkesztés

Az öngerjesztésű generátorokat külső terhelés csatlakoztatása nélkül kell indítani. A külső terhelés elnyeli a generátor elektromos teljesítményét, mielőtt a generátor elektromos teljesítménytermelő képessége növekedhetne.

MezővillogásSzerkesztés

Ha a gépnek nincs elegendő maradék mágnesessége a teljes feszültség felépítéséhez, általában gondoskodnak arról, hogy más forrásból áramot tápláljanak a forgórészbe. Ez lehet akkumulátor, egyenáramot szolgáltató házi egység vagy egyenirányított áram egy váltakozó áramú áramforrásból. Mivel erre a kezdeti áramra nagyon rövid ideig van szükség, ezt nevezik mezővillantásnak. Még a kis hordozható generátor-készleteknek is szükségük lehet időnként mezővillantásra az újraindításhoz.

A kritikus mezőellenállás az a maximális mezőáramköri ellenállás egy adott fordulatszámnál, amellyel a söntgenerátor gerjesztődne. A söntgenerátor csak akkor épít fel feszültséget, ha a mezőáramkör ellenállása kisebb, mint a kritikus mezőellenállás. Ez egy adott fordulatszámon a generátor nyitott áramköri jellemzőinek érintője.

Kefe nélküli gerjesztésSzerkesztés

A kefe nélküli gerjesztés szénkefék nélkül hozza létre a mágneses fluxust a villamos gépek forgórészén. Általában a rendszeres karbantartási költségek csökkentésére és a kefegyulladás kockázatának mérséklésére használják. Az 1950-es években fejlesztették ki, a nagy teljesítményű félvezető eszközök fejlődésének eredményeként. A koncepció egy forgó diódás egyenirányítót használt a szinkrongép tengelyén az indukált váltakozó feszültségek összegyűjtésére és egyenirányítására a generátor mezőtekercsének táplálására.

A kefe nélküli gerjesztés történelmileg nem rendelkezett gyors fluxusmentesítéssel, ami jelentős hátrányt jelentett. Azonban új megoldások jelentek meg. A modern forgó áramkörök aktív gerjesztésmentesítő komponenseket építenek be a tengelyre, kiterjesztve a passzív diódahidat. Sőt, a nagy teljesítményű vezeték nélküli kommunikáció legújabb fejlesztései teljesen szabályozott topológiákat valósítottak meg a tengelyen, mint például a tirisztoros egyenirányítók és a chopper interfészek.