Генератор – это электрическая машина, которая преобразовывает механическую энергию вращения первичного двигателя в энергию электрическую постоянного тока. Затем эту преобразованную энергию генератор отдает потребителю. Устройство генератора основано на законах электромагнитной индукции. Одним из наиболее распространенных типов этих приборов является так называемый синхронный генератор. Это электрическая машина, работающая на переменном токе. Синхронность достигается ввиду наличия определенного количества пар полюсов. Таким образом, при заданной частоте скорость вращения будет постоянна.
Устройство генератора достаточно простое. Основными его частями являются электромагниты, которые создают магнитное вращающееся поле, и якорь, на котором расположена обмотка.
Якорь – это одна из основных частей, составляющих электрический генератор. Он имеет цилиндрическую форму. Собирается якорь из отдельных листов штампованной электротехнической стали, толщина которой не превышает полмиллиметра. Между листами находится слой лаковой или бумажной изоляции. При сборке впадины, которые наштампованы по окружности на каждом листе, сжимаются и образуют пазы, в которые укладываются проводники изолированной обмотки якоря.
Устройство генератора предусматривает наличие коллектора. Он состоит из нескольких медных пластинок, которые припаяны в некоторых местах к обмотке якоря. Они также изолированы от соприкосновений друг с другом. Коллектор находится в генераторе для того, чтобы выпрямлять ток, а также отводить его во внешнюю сеть с помощью недвижимых щеток. Коллектор закрепляют на валу якоря.
Как уже было сказано выше, устройство генератора невозможно без использования законов электромагнитной индукции. Именно поэтому генератор электричества располагает в своем устройстве электромагниты, которые состоят из полюсных стальных сердечников. Сердечники повернуты болтами к станине генератора, отливаемой из стали. У маломощных машин иногда бывает так, что станину отливают сразу вместе с сердечниками. В большинстве случаев же сердечники набираются из листов стали. На сердечник надевают катушку, изготовленную из намотанной на нее медной проволоки. Проволока также изолирована. Постоянный ток возбуждения, проходящий через обмотку, создает на полюсах магнитный поток. Для его более качественного распределения в воздушных зазорах располагаются полюса с собранными из стальных листов наконечниками.
Якорь, вращающийся в магнитном поле, индуктирует переменную по направлению и величине электродвижущую силу (ЭДС) в проводниках обмотки якоря. Припаяв концы одного витка к концам другого и наложив на кольца щетки, соединив их с внешней сетью, можно получить устройство генератора уже тока переменного, так как в таком случае вращение спаянного витка в магнитном поле создает переменный по частоте и направлению ток.
Синхронные генераторы получили большое распространение в транспорте, особенно в железнодорожном. Обычно их используют на тепловозах, в рефрижераторных секциях.
