Elektrigeneraator, mida nimetatakse ka dünamoks, on masin, mis muundab mehaanilise energia elektrienergiaks edastamiseks ja jaotamiseks elektriliinide kaudu kodu-, äri- ja tööstusklientidele. Generaatorid toodavad ka autodele, lennukitele, laevadele ja rongidele vajalikku elektrienergiat.
Elektrigeneraatori mehaaniline võimsus saadakse tavaliselt pöörlevalt võllilt ja see võrdub võlli pöördemomendiga, mis on korrutatud pöörlemis- või nurkkiirusega. Mehaaniline võimsus võib pärineda mitmest allikast: tammide või jugade juures olevad hüdraulilised turbiinid; tuuleturbiinid; auruturbiinid, mis kasutavad fossiilkütuste põlemisel või tuuma lõhustumisel tekkivast soojusest toodetud auru; gaasiturbiinid, mis põletavad gaasi otse turbiinis; või bensiini- ja diiselmootorid. Generaatori konstruktsioon ja kiirus võivad sõltuvalt mehaanilise mootori omadustest märkimisväärselt erineda.
Peaaegu kõik elektrivõrkude varustamiseks kasutatavad generaatorid genereerivad vahelduvvoolu, mis pöörab polaarsuse ümber fikseeritud sagedusel (tavaliselt 50 või 60 tsüklit või topeltpöörded sekundis). Kuna elektrivõrku on ühendatud mitu generaatorit, peavad nad samaaegsel genereerimisel töötama samal sagedusel. Seetõttu tuntakse neid sünkroongeneraatoritena või mõnes kontekstis generaatoritena.
Sünkroonsed generaatorid
Elektrivõrkude vahelduvvoolu valimise peamine põhjus on see, et selle pidev varieerumine ajas võimaldab trafode kasutamist. Need seadmed teisendavad pikaajalise ülekande korral elektrienergia mis tahes pingel ja voolul kõrgepingeks ja madalaks vooluks ning muundavad selle madalaks madalaks pingeks, mis sobib igale konkreetsele tarbijale (tavaliselt koduseks tööks 120 või 240 volti). Konkreetne kasutatav vahelduvvoolu vorm on siinuslaine, millel on joonisel 1 näidatud kuju. See on valitud seetõttu, et see on ainus korduv kuju, mille korral saab kaks teineteisest ajas nihkunud lainet liita või lahutada ja millel on tulemuseks on sama kuju. Ideaalne on siis, kui siinusel on kõik pinged ja voolud. Sünkroongeneraator on loodud selle kuju saamiseks nii täpselt kui võimalik. See selgub, kuna sellise generaatori peamisi komponente ja omadusi kirjeldatakse allpool.
Rootor
Elementaarset sünkroongeneraatorit on ristlõikes näidatud joonisel 2. Rootori keskvõll on ühendatud mehaanilise jõuseadmega. Magnetvälja tekitavad juhid või mähised, mis on keritud silindrilise rauarootori pinna sisse lõigatud piludesse. Seda järjestikku ühendatud mähiste komplekti nimetatakse põllumähiseks. Väljamähiste asukoht on selline, et staatorile õhupilves tekkiva magnetvälja väljapoole suunatud või radiaalne komponent jaguneb rootori perifeerias ligikaudu sinusoidaalselt. Joonisel 2 on väljatihedus õhupilves ülaosast maksimaalselt väljapoole, altpoolt maksimaalselt sissepoole ja kahelt küljelt null, mis vastab siinusjoone jaotusele.
Staator
Elementaargeneraatori staator joonisel fig 2 koosneb rauast valmistatud silindrilisest rõngast, mis tagab magnetvoo hõlpsa liikumise. Sel juhul sisaldab staator ainult ühte mähist, mõlemad pooled on paigutatud rauas olevatesse piludesse ja otsad on omavahel ühendatud kõverate juhtmetega ümber staatori perifeeria. Mähis koosneb tavaliselt mitmest pöördest.
Rootori pööramisel indutseeritakse staatori mähises pinge. Igal hetkel on pinge suurus võrdeline kiirusega, millega mähisega ümbritsetud magnetväli ajaga muutub, st kiirusega, millega magnetväli läbib mähise kahte külge. Seetõttu on pinge maksimaalne ühes suunas, kui rootor on pööratud joonisel 2 näidatud asendist 90 °, ja hiljem on see 180 ° vastassuunas maksimaalne. Pinge lainekuju on ligikaudu joonisel 1 näidatud siinuse kuju.
