Borstlös synkrongenerator - synkron maskin , som endast fungerar i generatorläge, vars rotor inte har en kollektor-borsteenhet, och strömmen i excitationslindningen (i rotorn ) induceras på grund av det alternerande magnetfältet som skapas av huvudenheten och/eller extra statorlindning .
Det finns flera praktiska implementeringar av en borstlös synkrongenerator, som skiljer sig åt i hur strömmen induceras i fältlindningen och spänningsregleringen vid utgångsterminalerna.
Den enklaste när det gäller teknisk implementering är en borstlös generator med sammansatt excitation och en kompenserande kapacitans kopplad till en extra lindning. En sådan generator är en synkronmaskin med framträdande pol med en excitationslindning i rotorn.
Excitationslindningen är uppdelad i två sektioner, vars ändar är stängda genom en diod . Således kan den inducerade strömmen i fältlindningen bara flyta i en riktning, vilket skapar ett konstant magnetfält.
Statorn har två lindningar: primär och sekundär. Lasten är ansluten till huvudlindningen. En kompenserande kondensator är ansluten till den extra lindningen . Huvudlindningen upptar 2/3 av statorslitsarna och ytterligare 1/3 av slitsarna. Vid behov läggs ytterligare en lindning till statorn för en växelspänning på 12 volt eller annan, som likriktas till en konstant spänning på diodbryggan.
Huvudlindningen är uppdelad i två delar, som är placerade vertikalt i 180 grader och sammankopplade, och excitationslindningen (ytterligare) består av fyra delar, som är fördelade i 90 grader vertikalt och horisontellt. De två delarna av huvudlindningen sammanfaller vertikalt med de två excitationslindningarna, som är ansvariga för att ladda kondensatorn, och de andra två excitationslindningarna är placerade horisontellt och ansvarar för urladdning av kondensatorn. Rotorn samverkar med statorlindningarna var 90:e grader, det vill säga i ett vertikalt läge samverkar den med huvud- och ytterligare, och i ett horisontellt läge med en ytterligare.
Generatorn fungerar enligt följande. När rotorn börjar rotera finns det ingen ström i lindningarna. De magnetiska stator- och rotorkretsarna har emellertid restmagnetisering. På grund av det senare börjar en ström induceras i lindningarna. Eftersom, på grund av dioderna, strömmen i rotorlindningen bara kan flyta i en riktning, börjar rotormagnetkretsen att magnetiseras. I detta fall inducerar det roterande magnetfältet som skapas av rotorn en elektromotorisk kraft i statorlindningarna . Eftersom den extra statorlindningen är laddad på kondensatorn, börjar växelström att flyta genom den. Denna växelström skapar ett alternerande men icke-roterande statormagnetfält som inducerar en elektromotorisk kraft i rotorlindningen. Under verkan av denna elektromotoriska kraft uppstår en ström i rotorlindningen, som likriktas av dioder och magnetiserar rotorn ännu mer. Detta orsakar i sin tur en ökning av den elektromotoriska kraften och strömmen i statorlindningarna, vilket i sin tur magnetiserar rotorn ännu mer. Excitationsprocessen utvecklas som en lavin tills statorns och rotorns magnetiska kretsar går in i mättnadsläge. I huvudstatorlindningen uppstår en elektromotorisk kraft av ett nominellt värde. Generatorn är redo att ansluta lasten.
När en last är ansluten till huvudlindningen uppstår en ström i den som skapar ett eget magnetfält. Om exciteringen av generatorn förblev på samma nivå, skulle spänningen vid dess utgångsterminaler minska av två skäl: spänningsfallet över det inre motståndet och förskjutningen av magnetfältet i förhållande till statorlindningens axel. Statorlindningarna är dock anordnade på ett sådant sätt att deras magnetiska axlar roteras 90 grader. På grund av detta roterar rotorns magnetfält i huvudlindningens riktning, vilket ökar induktionens EMF i den. Ju större strömmen är i huvudlindningen, desto större är rotationen av rotorns magnetfält. Således stabiliseras generatorns utspänning. Denna regleringsmetod kallas sammansatt.
Generatorn med sammansatt excitation är enkel i designen, har en låg vikt och kostnad, vilket ledde till dess utbredda användning i bärbara bensin-elektriska enheter ("bensinkraftverk"). Samtidigt har denna typ av generatorer ett antal nackdelar, nämligen:
Nackdelarna med generatorer med sammansatt excitation och kapacitiv kompensation elimineras i borstlösa generatorer med oberoende magnetisering. I detta fall sker överföringen av elektrisk energi till fältlindningen (i form av växelström) genom en roterande transformator , och likriktningen av växelström för att driva fältlindningen sker i själva rotorn på grund av likriktaren. Sådana generatorer är mer komplexa i design (en roterande transformator krävs). Spänningsreglering kan utföras både genom sammansättning och genom att använda en elektronisk regulator.