Электрический ток вырабатывается в генераторах - устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. Переменный ток можно рассматривать как вынужденное колебательное движение свободных электронов или вынужденные электромагнитные колебания силы тока и напряжения, меняющееся со временем по гармоническому закону.

Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении.

Современный генератор электрического тока это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично. Современный генератор электрического тока это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. При размерах в несколько метров важнейшие детали генераторов изготовляются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.

СХЕМА УСТРОЙСТВА ГЕНЕРАТОРА 1 неподвижный якорь, 2 вращающийся индуктор, 3 контактные кольца, 4 скользящие по ним щетки

Общий вид генератора переменного тока с внутренними полюсами. Ротор является индуктором, а статор якорем В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов. Но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и обмотка, в которой индуцируется переменная электродвижущая сила (ЭДС).

Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, - в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором

ВИДЫ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА - С- СИНХРОННЫЙ - АСИНХРОННЫЙ - ТРЕХФАЗНЫЙ Асинхронные генераторы, имевшие ограниченное применение, главным образом в автономных системах электропитания, к 70-м годам 20 века практически полностью заменены синхронными генераторами. Наибольшее применение имеют трехфазные генераторы переменного тока.

Синхронный генератор – синхронная машина, работающая в генераторном режиме. Синхронные генераторы используют обычно в качестве источников переменного тока постоянной частоты и устанавливают на электростанциях, в электрических установках, на транспорте и т. д.

Обмотки ротора синхронного генератора питаются постоянным током от отдельного генератора –возбудителя, размещаемого обычно на общем валу с синхронным генератором и приводимого совместно с ним во вращение, или от выпрямительного устройства. Обмотки ротора синхронного генератора питаются постоянным током от отдельного генератора –возбудителя, размещаемого обычно на общем валу с синхронным генератором и приводимого совместно с ним во вращение, или от выпрямительного устройства. При вращении ротора его магнитное поле наводит в трёхфазной обмотке статора переменную э. д. с., частота которой f = p n, где р и n число пар полюсов и частота вращения ротора.

Асинхронный генератор – асинхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме. Ротор в асинхронном генераторе вращается приводным двигателем в том же направлении, что и магнитное поле, но с большей скоростью. При этом скольжение ротора становится отрицательным, на валу машины возникает тормозящий момент и она работает генератором, отдавая энергию в сеть.

Асинхронный генератор потребляет намагничивающий ток значительной силы и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности в виде синхронных машин. Асинхронный генератор потребляет намагничивающий ток значительной силы и требует наличия в сети генераторов реактивной мощности в виде синхронных машин. Несмотря на простоту обслуживания, асинхронные генераторы применяют сравнительно редко, в основном как вспомогательные источники небольшой мощности и как тормозные устройства.

Трехфазная система переменного тока получила широкое распространение во всем мире, так как она обеспечивает наиболее выгодную передачу энергии и позволяет использовать надежные в работе и простые по устройству асинхронные электродвигатели. Трехфазная система переменного тока получила широкое распространение во всем мире, так как она обеспечивает наиболее выгодную передачу энергии и позволяет использовать надежные в работе и простые по устройству асинхронные электродвигатели. В настоящее время на всех электрических станциях России электрическая энергия вырабатывается генераторами трехфазного переменного тока. Схема электрического генератора трехфазного тока

В простейшем генераторе трехфазного тока на статоре расположены три отдельные обмотки (фазные обмотки), оси которых сдвинуты одна относительно другой на угол 120°. В простейшем генераторе трехфазного тока на статоре расположены три отдельные обмотки (фазные обмотки), оси которых сдвинуты одна относительно другой на угол 120°. Каждую из обмоток трехфазного генератора вместе с присоединенной к ней внешней цепью принято называть фазой.

Ротор генератора представляет собой постоянный магнит или электромагнит, который вращается каким- либо двигателем. При вращении ротора в трех фазных обмотках статора индуктируются синусоидальные э д с Обычно фазные обмотки трехфазного генератора и приемники электрической энергии соединяют по схеме «звезда» или «треугольник».

Соединение обмоток трехфазного генератора и потребителей электрической энергии: а звездой; б - треугольником.

Трёхфазные генераторы переменного тока используются на современных автомобилях для зарядки автомобильного аккумулятора. На тепловозах устанавливаются синхронные трёхфазные тяговые генераторы.

Область применения каждого из перечисленных генераторов электроэнергии определяется их характеристиками.