Een zelfopgewonden shunt-gelijkstroomgenerator is links afgebeeld, en een magneto-gelijkstroomgenerator met permanente veldmagneten is rechts afgebeeld. Het vermogen van de shuntgenerator varieert met de opgenomen stroom, terwijl het vermogen van de magneto constant is, ongeacht de variaties in de belasting.

Een afzonderlijk bekrachtigde gelijkstroomgenerator met bipolaire veldmagneten. Dergelijke afzonderlijk bekrachtigde generatoren worden vaak gebruikt voor grootschalige krachtoverbrengingsinstallaties. De kleinere generator kan een magneto met permanente veldmagneten zijn of een andere zelfopgewekte generator.

Een veldspoel kan in shunt, in serie of in verbinding met het anker van een gelijkstroommachine (motor of generator) worden aangesloten.

Voor een machine die gebruik maakt van veldspoelen, zoals het geval is in de meeste grote generatoren, moet het veld door een stroom worden opgewekt om de generator elektriciteit te laten produceren. Hoewel een deel van het eigen vermogen van de generator kan worden gebruikt om het veld te handhaven zodra hij is opgestart, is een externe stroombron nodig om de generator op te starten. In elk geval is het belangrijk het veld te kunnen regelen, omdat daardoor de systeemspanning in stand wordt gehouden.

VersterkerprincipeEdit

Met uitzondering van permanente magneetgeneratoren produceert een generator een uitgangsspanning die evenredig is met het magnetisch veld, dat evenredig is met de bekrachtigingsstroom; als er geen bekrachtigingsstroom is, is er geen spanning.

Een kleine hoeveelheid vermogen die als veldstroom wordt geleverd, kan dus een grote hoeveelheid opgewekt vermogen regelen en kan worden gebruikt om het te moduleren. Dit principe is zeer nuttig voor spanningsregeling: als de uitgangsspanning van het systeem minder is dan gewenst, kan de bekrachtigingsstroom worden verhoogd; als de uitgangsspanning hoog is, kan de bekrachtiging worden verlaagd. Een synchrone condensator werkt volgens hetzelfde principe, maar er is geen “prime mover”-vermogensinput; de rotatietraagheid betekent echter dat hij gedurende korte perioden vermogen kan zenden of ontvangen. Om schade aan de machine door onregelmatige stroomwisselingen te voorkomen, wordt vaak een hellingsgenerator gebruikt. Een generator kan dus worden beschouwd als een versterker:

Afzonderlijke bekrachtigingEdit

Generator van een dieselaggregaat uit 1930, met bekrachtigingsdynamo erboven

Bij grote, of oudere, generatoren is het gebruikelijk dat een afzonderlijke bekrachtigingsdynamo parallel aan de hoofdgenerator wordt gevoed. Dit is een kleine dynamo met permanente magneten of accu’s die de veldstroom voor de grotere generator opwekt.

ZelfbekrachtigingEdit

Moderne generatoren met veldspoelen zijn gewoonlijk zelfbekrachtigd; d.w.z. dat een deel van het vermogen van de rotor wordt gebruikt om de veldspoelen te bekrachtigen. Het rotorijzer behoudt een zekere mate van restmagnetisme wanneer de generator is uitgeschakeld. De generator wordt gestart zonder aangesloten belasting; het aanvankelijk zwakke veld induceert een zwakke stroom in de rotorspoelen, die op hun beurt een aanvankelijke veldstroom creëren, waardoor de veldsterkte toeneemt, waardoor de geïnduceerde stroom in de rotor toeneemt, enzovoort in een terugkoppelingsproces totdat de machine “opbouwt” tot volledige spanning.

StartenEdit

Zelfopgewekte generatoren moeten worden gestart zonder dat er een externe belasting is aangesloten. Externe belasting zal het elektrisch vermogen van de generator doen wegzinken voordat de capaciteit om elektrisch vermogen op te wekken kan toenemen.

VeldflitsenEdit

Als de machine niet genoeg restmagnetisme heeft om tot volledige spanning op te bouwen, wordt gewoonlijk een voorziening getroffen om stroom in de rotor te injecteren vanuit een andere bron. Dit kan een batterij zijn, een huiseenheid die gelijkstroom levert, of gelijkgerichte stroom van een bron van wisselstroom. Aangezien deze eerste stroom slechts voor een zeer korte tijd nodig is, wordt hij veldflits genoemd. Zelfs kleine draagbare generatorsets hebben af en toe een veldflash nodig om opnieuw op te starten.

De kritische veldweerstand is de maximale veldcircuitweerstand bij een gegeven toerental waarmee de shuntgenerator zou bekrachtigen. De shuntgenerator zal alleen spanning opbouwen als de veldcircuitweerstand lager is dan de kritische veldweerstand. Het is een raaklijn aan de open-kring karakteristiek van de generator bij een gegeven snelheid.

Borstelloze bekrachtigingEdit

Borstelloze bekrachtiging creëert de magnetische flux op de rotor van elektrische machines zonder de noodzaak van koolborstels. Het wordt typisch gebruikt om de regelmatige onderhoudskosten te verminderen en om het risico van borstelbrand te verminderen. Het werd ontwikkeld in de jaren 1950, als gevolg van de vooruitgang op het gebied van halfgeleiderapparatuur met hoog vermogen. Het concept bestond erin een roterende diodegelijkrichter op de as van de synchrone machine te gebruiken om geïnduceerde wisselspanningen op te vangen en deze gelijk te schakelen om de veldwikkeling van de generator te voeden.

Spoelloze bekrachtiging heeft in het verleden de snelle fluxontregeling gemist, wat een groot nadeel is geweest. Er zijn echter nieuwe oplossingen gekomen. Moderne roterende schakelingen bevatten actieve de-excitatie componenten op de as, waardoor de passieve diodebrug wordt uitgebreid. Bovendien hebben de recente ontwikkelingen op het gebied van krachtige draadloze communicatie volledig gecontroleerde topologieën op de as gerealiseerd, zoals de thyristorgelijkrichters en chopper-interfaces.