Айнымалы ток генераторы

Ток генераторы деп энергияның қандай да бір түрін электр энергиясына айналдыратын қондырғыны айтады. Электростатикалық машиналар, термобатареялар, күн батареялары, т.б. генераторға жатады.
Қазіргі кезде айнымалы токтың электромеханикалық индукциялық генераторлары өте кең таралған. Бұл генераторлардың артықшылығы — олардың құрылысының қарапайымдылығында және жеткілікті түрде жоғары кернеу мен үлкен токтарды алу мүмкіншілігінде. Электромеханикалық индукциялық генераторларда механикалық энергия электр энергиясына айналады. Магнит өрісінде айналып тұрған сым орамада айнымалы индукциялық ЭҚК-інің пайда болады. Токты сыртқы тізбекке шығару үшін сақиналарға жабыстырып қойған щеткалар қолданылады. Кез келген индукциялық генератордың негізгі бөліктері мыналар:

1) индуктор — магнит өрісін тудыратын қондырғы. Бұл тұрақты магнит не электромагнит болуы мүмкін;

2) якорь — ЭҚК индукцияланатын (пайда болатын) орама;

3) щеткалар мен сақиналар — айналып тұрған бөліктерден индукциялық токты шығарып алатын немесе электромагниттерге қоректенетін ток беретін қондырғылар.

Тізбектей жалғанған орамаларда индукцияланған ЭҚК-тері қосылады, сондықтан якорь көп орамнан тұрады.
Орамада туатын ЭҚК-інің амплитудасы $\mathrm {E} _{m}=BS\omega$, яғни орамнан өтетін магнит ағынына пропорционал . Магнит ағынын көбейту үшін индукциялық генераторларда арнаулы магниттік жүйе қолданылады. Ол электротехникалық болаттан жасалған екі өзекшеден тұрады. Екі өзекшенің бірінің қуыстарында магнит өрісін тудыратын орамалар (электромагнит), ал екінші өзекшенің қуыстарында ЭҚК-і туатын орама (якорь) орналасады. Бір өзекше (әдетте ішкісі) өзінің орамдарымен бірге горизонтал не вертикаль осьтен айналады, ол ротор деп аталады. Екінші, қозғалмайтын өзекше — статор деп аталады. 2.21 -суретте сым рама (якорь) айналып, ал электромагниті қозғалмай тұратын генератор көрсетілген. Қуатты өндірістік генераторларда электромагнит айналады, яғни ол ротордың қызметін атқарады, ал ЭҚК-і индукцияланатын якорь қозғалмайды, бұл — статор. Электромагнитті қоректендіретін ток күші якорьде туатын индукциялық ток күшінен анағұрлым аз болғандықтан, осындай құрылым ыңғайлы. Себебі қуаты жоғары токты қозғалмай тұрған орамадан шығарып алу жеңілірек. Индукторға әлсіз ток сақиналар арқылы беріледі, ол ток тұрақты токтың жеке бір генераторында өндіріледі. Генератор өндіретін ток статордың орамасынан қозғалмайтын шиналар арқылы электр энергиясының желісіне беріледі. Техникалық қажеттіліктерге жиілігі 50 Гц синусоидалық айнымалы ток пайдаланылады. Ондай ток алу үшін ротор 50 айн/с жиілікпен айналу керек. Айналу жиілігін азайту үшін индуктордың полюстер жұптарының санын көбейтеді. Онда генератор өндіретін айнымалы ток жиілігі

$\upsilon =nf,$ (2.20)

мұндағы $n$ — полюстер жұбының саны, $f$— ротордың айналу жиілігі. Қарастырып өткен генератор айнымалы токтың бірфазалық генераторы деп аталады.