Menia mechanickú energiu na elektrickú energiu pri stálych synchrónnych otáčkach.

Synchrónnosť

otáčok znamená, že pracujú bez sklzu, čiže

s = 0

, čiže otáčky statorového magnetického poľa n

_s

sa rovnajú otáčkam rotora n :

n_s = n

.

Synchrónne generátory sa používajú v energetike - v elektrárňach - na výrobu elektrickej energie.

Elektrická energia sa odvádza zo statora a mechanická energia je prostredníctvom turbíny privádzaná na rotor.

Stator

Je vytvorený trojfázovým vinutím. Svorky vinutia prvej fázy sú U

₁

,U

₂

, svorky vinutia druhej fázy sú V

₁

,V

₂

a svorky vinutia tretej fázy sú W

₁

,W

₂

. Vinutie je rozložené do drážok statorových plechov a je zapojené do trojuholníka alebo do hviezdy.

Vinutie sa nachádza v premenlivom rotorovom magnetickom poli a preto sa na jeho svorkách indukuje napätie

U_i

.

Rotor

Je vytvorený rozloženým trojfázovým vinutím v rotorových drážkach, ktoré je zapojené dohviezdy alebo do trojuholníka.

Do rotorového vinutie je privádzaný

budiaci prúd I_b

z budiča.

Rotor je zároveň otáčaný otáčkami

n

pomocou turbíny, s ktorou je mechanickou spojkou pevne spojený.

Budiaci prúd na cievkach a zároveň otáčanie cievkami má za následok vznik

premenlivého rotorového magnetického poľa

.

V tomto poli sa nachádza stator v podobe cievok, čím vzniká na statore indukované napätie

U_i

.

Elektrická energia je do siete dodávaná zo statora.

Podľa toho akou turbínou je rotor poháňaný, poznáme dva typy generátorov:

• turboalternátor - rotor je poháňaný parnou alebo plynovou turbínou
• hydroalternátor - rotor je poháňaný vodnou turbínou (Peltonovou, Kaplanovou, Francisovou)

Podľa konštrukcie rotora poznáme dva typy rotorov:

• s vyjadrenými pólmi - rotor je zložený z rotorového kolesa, na ktorom je upevnený určitý počet pólov - najčastejšie 88 pólových dvojíc. Zjavne vidno, že počet pólových dvojíc je dosť veľký a všeobecne sa tento typ rotora vyjadruje vzťahom pre počet pólových dvojíc : 2p > 4. Tento rotor sa používa ako hydroalternátor, lebo voda nevytvorí až taký veľký krútiaci moment a na hriadeľ nepôsobí taká veľká odstredivá sila, aká by bola v prípade pary.
• s hladkým rotorom - rotor je podlhovastý valec z jedného kusa kvalitnej legovanej ocele (3% Ni, 0,3% C), na obvode ktorého sú vyfrézované drážky. V nich je izolovane uložené budiace vinutie. Keďže je to hladký valec, zjavne vidno, že počet pólových dvojíc je dosť malý - presne jedna pólová dvojica a všeobecne sa tento typ rotora vyjadruje vzťahom pre počet pólových dvojíc : 2p = 2. Tento rotor sa používa ako turboalternátor, lebo para vytvorí veľký krútiaci moment a na hriadeľ pôsobí veľká odstredivá sila, akú by rotor s vyjadrenými pólmi nevydržal.