Войти
электрогенератор или электродвигатель состоит из ротора, вращающегося в магнитное поле. Магнитное поле может создаваться постоянными магнитами или катушками возбуждения. В случае катушек возбуждения в катушках должен протекать ток для создания поля, в противном случае энергия не будет передаваться на ротор или от него. Процесс создания магнитного поля с помощью электрического тока называется возбуждением . Катушки возбуждения обеспечивают наиболее гибкую форму регулирования и отмены регулирования магнитного потока, но за счет протекания электрического тока. Существуют гибридные топологии, которые включают в себя как постоянные магниты, так и катушки возбуждения в одной и той же конфигурации. Гибкое возбуждение вращающейся электрической машины используется либо методом бесщеточного возбуждения, либо путем подачи тока угольными щетками (статическое возбуждение).
Генератор переменного тока для электростанции с прямым приводом мощностью 100 кВА с отдельным генератором возбудителя с ременным приводом, дата c. 1917. 
Самовозбуждающийся шунтирующий генератор постоянного тока показан слева, а магнито-генератор постоянного тока с постоянными полевыми магнитами показан на верно. Выход генератора с параллельной обмоткой изменяется в зависимости от потребляемого тока, в то время как выход магнето остается стабильным независимо от изменений нагрузки. 
Генератор постоянного тока с независимым возбуждением и биполярными полевыми магнитами. Подобные генераторы с раздельным возбуждением обычно используются на крупных электростанциях. Генератор меньшего размера может быть либо магнето с магнитами постоянного поля, либо другим самовозбуждающимся генератором. 
Катушка возбуждения может быть подключена шунтирующим образом, последовательно или вместе с якорем машины постоянного тока (двигателя или генератора). Для машины, использующей катушки возбуждения, как в случае с большинством больших генераторов, поле должно создаваться током, чтобы генератор мог производить электричество. Хотя часть собственного выхода генератора может использоваться для поддержания поля после его запуска, для запуска генератора необходим внешний источник тока. В любом случае важно иметь возможность контролировать поле, так как это будет поддерживать напряжение в системе.
За исключением генераторов с постоянными магнитами, генератор вырабатывает выходное напряжение, пропорциональное магнитному полю, которое пропорционально току возбуждения; если нет тока возбуждения, нет и напряжения.
Небольшая мощность, подаваемая в качестве тока возбуждения, может, таким образом, управлять большим количеством генерируемой мощности и может использоваться для ее модуляции. Этот принцип очень полезен для управления напряжением: если выходное напряжение системы меньше желаемого, ток возбуждения можно увеличить; если выходное напряжение высокое, возбуждение можно уменьшить. Синхронный конденсатор работает по тому же принципу, но отсутствует потребляемая мощность «первичного двигателя»; однако инерция вращения означает, что он может передавать или получать энергию в течение коротких периодов времени. Чтобы избежать повреждения машины из-за беспорядочного изменения тока, часто используется генератор рампы. Таким образом, генератор может рассматриваться как усилитель:
Генератор дизель-генераторной установки 1930-х годов с динамо-машиной возбуждения выше Для больших или старых генераторов обычно используется отдельный возбудитель динамо, запитываемое параллельно с основным генератором. Это небольшая динамо-машина с постоянным магнитом или с батарейным питанием, которая вырабатывает ток возбуждения для более крупного генератора.
Современные генераторы с полевыми катушками обычно самовозбуждены ; то есть некоторая часть выходной мощности ротора используется для питания катушек возбуждения. Железо ротора сохраняет степень остаточного намагничивания при выключении генератора. Генератор запускается без нагрузки; начальное слабое поле индуцирует слабый ток в катушках ротора, который, в свою очередь, создает начальный ток поля, увеличивая напряженность поля, таким образом увеличивая индуцированный ток в роторе, и так далее в процессе обратной связи до тех пор, пока машина не «нарастает» до полного напряжения.
Генераторы с самовозбуждением должны запускаться без какой-либо внешней нагрузки. Внешняя нагрузка потребляет электроэнергию от генератора до того, как способность вырабатывать электроэнергию может увеличиться.
Если в машине не хватает остаточного магнетизма для достижения полного напряжения, обычно предусматривается подача тока в ротор от другого источника. Это может быть аккумулятор, домашний блок, обеспечивающий постоянный ток или выпрямленный ток от источника переменного тока. Поскольку этот начальный ток требуется в течение очень короткого времени, он называется миганием поля. Даже небольшие портативные генераторные установки могут иногда нуждаться в перепрошивке поля для перезапуска.
Критическое сопротивление поля - это максимальное сопротивление цепи возбуждения для заданной скорости, с которой шунтирующий генератор будет возбуждать. Шунтирующий генератор будет наращивать напряжение только в том случае, если сопротивление цепи возбуждения меньше критического сопротивления поля. Это касательная к характеристикам холостого хода генератора при заданной скорости.
Бесщеточное возбуждение создает магнитный поток на роторе электрических машин без использования угольных щеток. Обычно он используется для снижения затрат на регулярное обслуживание и снижения риска возгорания щеток. Он был разработан в 1950-х годах в результате развития мощных полупроводниковых устройств. Концепция заключалась в использовании вращающегося диодного выпрямителя на валу синхронной машины для сбора наведенных переменных напряжений и их выпрямления для питания обмотки возбуждения генератора.
В бесщеточном возбуждении исторически отсутствовала быстрая дерегуляция потока, которая был серьезным недостатком. Однако появились новые решения. Современные вращающиеся схемы включают в себя компоненты активного снятия возбуждения на валу, расширяющие пассивный диодный мост. Более того, их недавние разработки в области высокопроизводительной беспроводной связи реализовали полностью контролируемые топологии на валу, такие как тиристорные выпрямители и интерфейсы прерывателя.
Энергетический портал 