Генератор

Генератор (от латинского generator — производитель) — устройство, аппарат или машина, производящие какие-либо продукты (парогенератор, газогенератор и др.), вырабатывающие электрическую энергию (электромашинный генератор, гидротурбинный, ламповый и др.) или преобразующие один вид энергии в другой (генератор ультразвуковых колебаний) . Электромашинный генератор состоит из не-подвижного статора и вращающегося внутри него ротора. Обмотками статора создается постоянное магнитное поле; в витках обмоток, размещенных на роторе, при вращении возникает переменная электродвижущая сила (ЭДС). Таким образом, электромашинный генератор преобразует механическую энергию вращения в электрическую энергию постоянного или переменного тока (см. Электрический ток).

И ротор и статор выполнены из тонких пластин электротехнической стали, собранных в пакеты. Вращает ротор газовая, паровая или водяная турбина, двигатель внутреннего сгорания или ветродвигатель. Электромашинный генератор, приводимый в действие паровой или газовой турбиной, называется турбогенератором. Если ротор генератора вращается от двигателя внутреннего сгорания (чаще всего дизеля), то такой генератор называют дизель- агрегатом. На гидроэлектростанциях генератор вращает гидротурбина, поэтому и называется он гидрогенератором. Крупнейшие в мире гидрогенераторы установлены на Красноярской (мощность 580 МВт) и Саяно-Шушенской (640 МВт) ГЭС, а турбогенератор — на Костромской ГРЭС (1200 МВт).

Есть и миниатюрные генераторы, мощностью всего в несколько ватт, например для питания лампочки велосипедного фонаря. Однако принцип действия у них такой же, как и у генератора-гиганта, только в статоре таких генераторов постоянное магнитное поле возбуждения создается не обмотками, а постоянными магнитами.

Особое место среди промышленных генераторов электрического тока занимает магнито- гидродинамический генератор, или МГД-гене- ратор, в котором тепловая энергия преобразуется непосредственно в электрическую. Поэтому КПД МГД-генератора значительно превышает КПД других энергетических установок.

Совсем иначе устроены ламповые или полупроводниковые электрические генераторы. Такой генератор представляет собой устройство, состоящее из радиолампы, (см. Электронная лампа), транзистора, тиратрона или туннельного диода (см. Диод полупроводниковый), соединенных с колебательным контуром цепью обратной связи. Электрические колебания, возникающие в контуре, усиливаются лампой или транзистором и частично возвращаются обратно в контур, поддерживая в нем незатухающие колебания.

Есть и другие виды ламповых и транзисторных генераторов, например импульсные генераторы или генераторы пилообразного напряжения. Но каков бы ни был генератор, он преобразует либо энергию источника постоянного тока при помощи электронных приборов (вакуумных, газоразрядных или полупроводниковых), либо первичные электрические колебания в колебания требуемой частоты и формы. Есть у таких генераторов и собственные названия: блокинг-генератор, мультивибратор, фантастрон и др. Используются они в устройствах телевидения, радиолокации, автоматики, телемеханики.

Особую группу составляют оптические квантовые генераторы. В квантовых генераторах роль колебательной системы играют возбужденные атомы или молекулы так называемого активного вещества. Переходя из возбужденного состояния в невозбужденное, они излучают порции (кванты) электромагнитной энер-гии. Отличительная особенность всех квантовых генераторов — высокая стабильность частоты колебания.