Elektros generatorius

Vilniaus centrinės elektrinės „Siemens – Schuckert“ generatorius (dab. Lietuvos energetikos muziejus)

Elektros generatorius – energijos rūšies keitimo įtaisas, išnaudojant elektromagnetinės indukcijos principą, mechaninę sukimo momento energiją verčiantis elektros energija.

Istorija

Pirmąją elektros mašiną, veikiančią elektromagnetizmo principu 1831–1832 m. pagamino Maiklas Faradėjus. Vengrų pastorius ir fizikas Anyos Jedlikas 1852 m. sukūrė vienpolę dinamo mašiną. 1871 m. belgų mokslininkas Zenobas Gramas Paryžiuje pademonstravo elektros mašiną, kurios veikimo principas ir dabar naudojamas generatoriuje bei elektros varikliuose.

Tipai

Pagal mechaninės energijos gamybos būdą generatoriai skirstomi į turbogeneratorius, sukamus garo mašina, hidrogeneratorius, varomus vandens turbina ir variklinius, kuriuos suka dyzelinis variklis, vidaus degimo variklis, vėjas, bangų mūša ir t. t. Prie pastarųjų priskiriama ir dinamo mašina.

Pagal gaminamos srovės tipą generatoriai skirstomi į nuolatinės srovės, kurie gali būti kolektoriniai ir ventiliniai, ir kintamos srovės, kurie būna vienfaziai ir trifaziai – su apvijos jungimu žvaigžde arba trikampiu.

Pagal sužadinimo būdą generatoriai skirstomi į sužadinamus nuolatiniu magnetu, išorinio sužadinimo ir susižadinančius.

Veikimo principai

Elektros generatorių veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Tarp masyvaus magneto polių įtaisomas rėmelis, galintis suktis apie savo ašį. Jį suka turbinos, o jas – mechaninės energijos šaltinis (vėjas, krintantis vanduo ir kt.). Dėl to keičiasi rėmelį veriantis magnetinis srautas

$\Phi =\int _{S}{\vec {B}}{\mbox{d}}{\vec {S}}$

Kintant šiam srautui rėmelyje indukuojasi elektrovara ir pradeda tekėti indukuota elektros srovė.

Elektrovara kinta pagal harmoninį dėsnį

$\varepsilon =NBS\omega \sin {\omega {t}}$

ir, kaip matyti, priklauso nuo konstrukcijos ypatybių (besisukančių rėmelių skaičiaus $N\;$, vieno rėmelio ploto $S\;$), naudojamo magnetinio lauko indukcijos ir energijos gamybos būdo (sukimosi kampinio dažnio $\omega \;$).