Генератор электрической энергии

С момента открытия полезных свойств электрической энергии, учёные и практики стали искать способы получения электроэнергии в больших масштабах, чтобы использовать её для улучшения жизни. До открытия связи между электричеством и магнетизмом применялись электростатические генераторы, но они могли производить лишь высокое напряжение с маленьким током. Из-за проблем с изоляцией и низкой эффективности такие генераторы не могли использоваться для выработки электроэнергии в промышленных масштабах.

Первую динамо-машину изобрёл венгерский экспериментатор Йедлик. Его первый униполярный двигатель на десятилетия опередил других изобретателей и состоял из электромагнитов: и вращающаяся, и стационарная части. Российский учёный Ленц открыл, что электрическая машина может поочередно служит и приводом, и генератором, то есть вращаться под воздействием тока и вырабатывать его при вращении вала сторонним приводом. Подтверждение этому было продемонстрировано в 1873 году на международной выставке в Вене. Две одинаковые электрические машины бельгийца Грамма были связаны между собой проводами длиной в 1 километр. Одну из машин приводили в движение двигателем внутреннего сгорания, и она подавала ток в провода, являясь генератором. Вторая машина, подключенная к этим проводам, работала как электродвигатель и приводила в движение насос.

Недостатки динамо-машин, заключавшиеся в наличии громоздкого механического выпрямителя тока (коммутатора), выработка только постоянного пульсирующего тока, привели к изобретению генератора переменного тока. И, несмотря на то, что эта машина должна иметь одинаковую скорость вращения своего ротора и быть синхронизирована с другими генераторами, работающими в этой же сети, за счёт универсальности переменного тока она получила широкое распространение и сегодня является основным устройством для выработки электроэнергии.

Электромеханические генераторы преобразуют механическую работу в электроэнергию. Классифицируют их следующим образом:
- по виду движителя:
- турбогенератор. Приводится в движение газотурбинным двигателем или паровой турбиной;
- гидрогенератор. Вращается гидравлической турбиной;
- дизель-генератор. Работает от дизельного или бензинового двигателя внутреннего сгорания;
- ветрогенератор. Приводится в движение силой ветра.
- по вырабатываемому току:
- постоянного тока (вентильные и коллекторные генераторы);
- переменного тока. Бывают однофазные синхронные без щёточные и трёхфазные с включением своих обмоток разными способами (звездой и треугольником).
- по методу возбуждения:
- постоянными магнитами;
- наружным возбуждением;
- самостоятельным возбуждением (параллельное, последовательное и смешанное возбуждение).

Генераторы используются на огромных электростанциях, вырабатывая электрический ток. Среди них и гидростанции, и тепловые, и атомные электростанции. На каждой из них работает не по одному огромному сооружению, которое в сущности является обычным генератором. Граждане прикасаются к генераторам и в своей обычной жизни. Это и автомобильный генератор на легковой машине, и динамо на велосипеде, и дизельный агрегат на дачном участке, который поставляет электроэнергию в момент отключения общественной электросети.