În stânga este prezentat un generator de curent continuu cu înfășurare shunt autoexcitat, iar în dreapta este prezentat un generator de curent continuu magneto cu magneți cu câmp permanent. Ieșirea generatorului cu înfășurare shunt variază în funcție de consumul de curent, în timp ce ieșirea magneto este constantă, indiferent de variațiile de sarcină.

Un generator de curent continuu excitat separat cu magneți de câmp bipolari. Astfel de generatoare cu excitație separată sunt utilizate în mod obișnuit pentru instalațiile de transmisie a energiei electrice la scară mare. Generatorul mai mic poate fi fie un magneto cu magneți de câmp permanenți, fie un alt generator autoexcitat.

O bobină de câmp poate fi conectată în șunt, în serie sau în combinație cu armătura unei mașini de curent continuu (motor sau generator).

Pentru o mașină care utilizează bobine de câmp, cum este cazul majorității generatoarelor mari, câmpul trebuie să fie stabilit de un curent pentru ca generatorul să producă electricitate. Deși o parte din producția proprie a generatorului poate fi utilizată pentru a menține câmpul după ce acesta pornește, este necesară o sursă externă de curent pentru pornirea generatorului. În orice caz, este important să se poată controla câmpul, deoarece astfel se va menține tensiunea sistemului.

Principiul amplificatoruluiEdit

Cu excepția generatoarelor cu magnet permanent, un generator produce o tensiune de ieșire proporțională cu câmpul magnetic, care este proporțională cu curentul de excitație; dacă nu există curent de excitație, nu există tensiune.

O cantitate mică de putere furnizată sub formă de curent de câmp poate controla astfel o cantitate mare de putere generată și poate fi utilizată pentru a o modula. Acest principiu este foarte util pentru controlul tensiunii: dacă tensiunea de ieșire a sistemului este mai mică decât se dorește, curentul de excitație poate fi mărit; dacă tensiunea de ieșire este mare, excitația poate fi diminuată. Un condensator sincron funcționează pe același principiu, dar nu există o intrare de putere de „motor principal”; cu toate acestea, inerția de rotație înseamnă că poate trimite sau primi putere pe perioade scurte de timp. Pentru a evita deteriorarea mașinii prin modificări neregulate ale curentului, se utilizează adesea un generator de rampă. Un generator poate fi astfel considerat ca un amplificator:

Excitație separatăEdit

Alternator al unui grup generator diesel din anii 1930, cu dinamo de excitație deasupra

Pentru generatoarele mari sau mai vechi, este obișnuit ca un dinamo de excitație separat să fie alimentat în paralel cu generatorul principal de putere. Acesta este un mic dinam mic cu magneți permanenți sau excitat de baterii care produce curentul de câmp pentru generatorul mai mare.

AutoexcitațieEdit

Generatoarele moderne cu bobine de câmp sunt de obicei autoexcitate; adică, o parte din puterea de ieșire a rotorului este folosită pentru a alimenta bobinele de câmp. Fierul rotorului păstrează un anumit grad de magnetism rezidual atunci când generatorul este oprit. Generatorul este pornit fără sarcină conectată; câmpul slab inițial induce un curent slab în bobinele rotorului, care la rândul său creează un curent de câmp inițial, crescând intensitatea câmpului, crescând astfel curentul indus în rotor, și așa mai departe într-un proces de reacție până când mașina „crește” până la tensiunea maximă.

PornireaEdit

Generatoarele autoexcitate trebuie pornite fără nicio sarcină externă atașată. Sarcina externă va scufunda energia electrică de la generator înainte de a putea crește capacitatea de a genera energie electrică.

Clipire a câmpuluiEdit

Dacă mașina nu are suficient magnetism rezidual pentru a ajunge la tensiune maximă, de obicei se ia o dispoziție pentru a injecta curent în rotor de la o altă sursă. Aceasta poate fi o baterie, o unitate casnică care furnizează curent continuu sau curent rectificat de la o sursă de curent alternativ. Deoarece acest curent inițial este necesar pentru o perioadă foarte scurtă de timp, se numește flashing de câmp. Chiar și grupurile electrogene portabile mici pot avea nevoie ocazional de flashing de câmp pentru a reporni.

Rezistența critică de câmp este rezistența maximă a circuitului de câmp pentru o anumită viteză cu care generatorul cu derivație s-ar excita. Generatorul șunt va acumula tensiune numai dacă rezistența circuitului de câmp este mai mică decât rezistența de câmp critică. Este o tangentă la caracteristicile de circuit deschis ale generatorului la o anumită viteză.

Excitație fără periiEdit

Excitația fără perii creează fluxul magnetic pe rotorul mașinilor electrice fără a fi nevoie de perii de carbon. Se utilizează de obicei pentru reducerea costurilor de întreținere periodică și pentru a reduce riscul de incendiu al periilor. A fost dezvoltată în anii 1950, ca urmare a progreselor înregistrate în domeniul dispozitivelor semiconductoare de mare putere. Conceptul folosea un redresor rotativ cu diode pe arborele mașinii sincrone pentru a capta tensiunile alternative induse și a le rectifica pentru a alimenta înfășurarea de câmp a generatorului.

Excitației fără percuție i-a lipsit, în mod istoric, dereglarea rapidă a fluxului, ceea ce a reprezentat un dezavantaj major. Cu toate acestea, au apărut noi soluții. Circuitele rotative moderne încorporează componente active de de-excitație pe arbore, extinzând puntea pasivă de diode. Mai mult, evoluțiile lor recente în domeniul comunicațiilor fără fir de înaltă performanță au realizat topologii complet controlate pe arbore, cum ar fi redresoarele cu tiristoare și interfețele chopper.

.