Un générateur en génie électrique est un appareil par lequel l'énergie de type mécanique est convertie en énergie électrique. De tels dispositifs sont largement utilisés dans la fabrication et dans certains systèmes techniques, par exemple dans les voitures. Le fonctionnement du générateur est basé sur le phénomène d'induction électromagnétique.
Dispositif d'alternateur
En pratique, plusieurs types de générateurs sont utilisés. Mais chacun d'eux comprend les mêmes blocs de construction. Ceux-ci incluent un aimant, qui crée le champ approprié, et un enroulement de fil spécial, où une force électromotrice (FEM) est générée. Dans le modèle le plus simple du générateur, le rôle du bobinage est joué par un bâti qui peut tourner autour d'un axe horizontal ou vertical. L'amplitude EMF est proportionnelle au nombre de tours sur l'enroulement et à l'amplitude des oscillations du flux magnétique.
Pour obtenir un flux magnétique important, un système spécial est utilisé dans les générateurs. Il se compose d'une paire de noyaux en acier. Les bobinages, qui créent un champ magnétique alternatif, sont placés dans les fentes du premier d'entre eux. Ces spires qui induisent des champs électromagnétiques sont déposées dans les rainures du deuxième noyau.
Le noyau interne est appelé rotor. Il tourne autour de l'axe avec l'enroulement sur celui-ci. Le noyau qui reste immobile agit comme un stator. Pour rendre le flux d'induction magnétique le plus fort et les pertes d'énergie minimales, la distance entre le stator et le rotor est essayée d'être aussi petite que possible.
Quel est le principe du générateur
La force électromotrice apparaît dans les enroulements du stator immédiatement après l'apparition d'un champ électrique, caractérisé par des formations de vortex. Ces processus sont générés par un changement de flux magnétique, qui est observé lors de la rotation accélérée du rotor.
Le courant du rotor est fourni au circuit électrique à l'aide de contacts sous forme d'éléments coulissants. Pour faciliter cela, des bagues appelées bagues de contact sont fixées aux extrémités de l'enroulement. Des balais fixes sont pressés contre les bagues, à travers lesquelles s'effectue la connexion entre le circuit électrique et le bobinage du rotor mobile.
Dans les spires de l'enroulement magnétique, où un champ magnétique est créé, le courant a une intensité relativement faible par rapport au courant que le générateur fournit au circuit externe. Pour cette raison, les concepteurs des premiers générateurs ont décidé de détourner le courant des enroulements situés de manière statique et de fournir un faible courant à l'aimant tournant à travers les contacts assurant le glissement. Dans les générateurs de faible puissance, le champ crée un aimant permanent qui peut tourner. Cette conception vous permet de simplifier l'ensemble du système et de ne pas utiliser du tout de bagues et de brosses.
Un générateur industriel moderne de courant électrique est une structure massive et volumineuse, constituée de structures métalliques, d'isolants et de conducteurs en cuivre. L'appareil peut mesurer plusieurs mètres. Mais même pour une structure aussi solide, il est très important de conserver les dimensions exactes des pièces et les écarts entre les pièces mobiles de la machine électrique.
