2. По конструкции можно выделить
генераторы с неподвижными магнитными полюсами и вращающимся якорем;
генераторы с вращающимися магнитными полюсами и неподвижным статором. Получили наибольшее распространение, так как благодаря неподвижности статорной обмотки отпадает необходимость снимать с ротора большой ток высокого напряжения с использованием скользящих контактов (щёток) и контактных колец.
Подвижная часть генератора называется ротор, а неподвижная — статор.
Статор собирается из отдельных железных листов, изолированных друг от друга. На внутренней поверхности статора имеются пазы, куда вкладываются провода якорной обмотки генератора.
Ротор изготавливается обычно из сплошного железа, полюсные наконечники магнитных полюсов ротора собираются из листового железа.
На сердечники полюсов посажены катушки возбуждения, питаемые постоянным током. Постоянный ток подводится с помощью щёток к контактным кольцам, расположенным на валу двигателя.
По способу возбуждения генераторы переменного тока делятся на
генераторы, обмотки возбуждения которых питаются постоянным током от постороннего источника электрической энергии, например отаккумуляторной батареи (генераторы с независимым возбуждением).
генераторы, обмотки возбуждения которых питаются от постороннего генератора постоянного тока малой мощности (возбудителя), сидящего на одном валу с обслуживаемым им генератором.
генераторы, обмотки возбуждения которых питаются выпрямленным током самих же генераторов (генераторы с самовозбуждением). См также бесщёточный синхронный генератор.
генераторы с возбуждением от постоянных магнитов.
Конструктивно можно выделить
генераторы с явно выраженными полюсами;
генераторы с неявно выраженными полюсами.
По количеству фаз можно выделить
Однофазные генераторы. См. также конденсаторный двигатель, однофазный двигатель.
Двухфазные генераторы. См. также двухфазная электрическая сеть, двухфазный двигатель.
Трёхфазные генераторы. См. также трёхфазная система электроснабжения, трёхфазный двигатель.
По соединению фазных обмоток трёхфазного генератора
Соединение «звездой»
Соединение «треугольником».
Как правило, наиболее распространено соединение «звездой» с нейтральным проводом (четырёхпроводная схема).
Так как на практике нагрузка на разные фазы не является симметричной (подключается разная электрическая мощность, или например,активная нагрузка на одной фазе, а на другой реактивная или ёмкостная, то при соединении «треугольником» или «звездой» без нейтрального провода можно получить такое неприятное явление как «перекос фаз», например, лампы накаливания, подключенные к одной из фаз, слабо светятся, а на другие фазы подаётся чрезмерно большое электрическое напряжение и включенные приборы благополучно «сгорают».
К трёхфазному генератору (соединение «звездой») подключена активная нагрузка (соединение «звездой») с нейтральным проводом.
К трёхфазному генератору (соединение «треугольником») подключена активная нагрузка (соединение «треугольником»).
Частота переменного тока, вырабатываемого генератором[править | править исходный текст]
Данные генераторы являются синхронными, то есть угловая скорость (число оборотов) вращающегося магнитного поля пропорциональна угловой скорости (числу оборотов) ротора генератора.
Если ротор генератора двухполюсный, то за один его полный оборот индуктированная электродвижущая сила совершит полный цикл своих изменений.
Следовательно, частота электродвижущей
силы синхронного генератора будет: 
,
где
—
частота в герцах;
—
число оборотов
ротора в минуту.
Если генератор
имеет число пар полюсов 
,
то соответственно этому частота
электродвижущей силы такого генератора
будет
в 
раз
больше частоты электродвижущей силы
двухполюсного генератора: 
.
Частота переменного тока в электрических сетях должна строго соблюдаться, в России и других странах она составляет 50 периодов в секунду (герц). В ряде стран, например в США,Канаде, Японии, в электрическую сеть подаётся переменный ток с частотой 60 герц. Переменный ток с частотой 400 герц применяется в бортовой сети самолётов.
В таблице показана зависимость частоты генерированного переменного тока от количества магнитных полюсов и числа оборотов генератора
Данный фактор следует учитывать при конструировании генераторов.
|
Число полюсов |
Число оборотов ротора для частоты 50 герц, в 1 минуту |
Число оборотов ротора для частоты 60 герц, в 1 минуту |
Число оборотов ротора для частоты 400 герц, в 1 минуту |
|
2 |
3,000 |
3,600 |
24,000 |
|
4 |
1,500 |
1,800 |
12,000 |
|
6 |
1,000 |
1,200 |
8,000 |
|
8 |
750 |
900 |
6,000 |
|
10 |
600 |
720 |
4,800 |
|
12 |
500 |
600 |
4,000 |
|
14 |
428,6 |
514,3 |
3,429 |
|
16 |
375 |
450 |
3,000 |
|
18 |
333,3 |
400 |
2,667 |
|
20 |
300 |
360 |
2,400 |
|
40 |
150 |
180 |
1,200 |
Например, паровая турбина наиболее оптимально работает при 3000 оборотов в минуту, число полюсов генератора равняется двум.
Например, для дизельного двигателя, применяемого на дизельных электростанциях, наиболее оптимальный режим работы 750 оборотов в минуту, тогда генератор должен иметь 8 полюсов.
Например, массивные и тихоходные гидравлические турбины на крупных гидроэлектростанциях вращаются со скоростью 150 оборотов в минуту, тогда генератор должен иметь 40 полюсов.
Данные примеры приведены для частоты переменного тока 50 герц