Principio di funzionamento del generatore CA:
Quando l'avvolgimento di eccitazione viene energizzato dalla spazzola elettrica nel circuito esterno, viene generato un campo magnetico che provoca la magnetizzazione del polo ad artiglio sui poli N e S. Quando il rotore ruota, il flusso magnetico cambia alternativamente nell'avvolgimento dello statore. Secondo il principio dell'induzione elettromagnetica, nell'avvolgimento trifase dello statore viene generata una forza elettromotrice indotta alternata. Questo è il principio di generazione di energia di un generatore CA.
Il rotore del generatore sincrono con eccitazione CC è azionato dal motore primo (ovvero il motore) per ruotare a una velocità di n (rpm) e l'avvolgimento dello statore trifase induce potenziale CA. Se l'avvolgimento dello statore è collegato a un carico elettrico, il motore avrà un'uscita di potenza CA, che verrà convertita in potenza CC attraverso il ponte raddrizzatore all'interno del generatore e emessa dal terminale di uscita.
Il generatore CA è diviso in due parti: l'avvolgimento dello statore e l'avvolgimento del rotore. L'avvolgimento trifase dello statore è distribuito sull'alloggiamento secondo una differenza di angolo elettrico di 120 gradi l'uno dall'altro e l'avvolgimento del rotore è composto da due artigli polari. Quando l'avvolgimento del rotore è eccitato dalla corrente continua, i due artigli polari formano i poli N e S. Le linee del campo magnetico partono dal polo N, entrano nel nucleo dello statore attraverso il traferro e poi ritornano al polo S adiacente. Una volta che il rotore ruota, l'avvolgimento del rotore taglierà le linee del campo magnetico, generando una forza elettromotrice sinusoidale con una differenza di 120 gradi di angolo elettrico nell'avvolgimento dello statore, ovvero alimentazione CA trifase, che viene quindi convertita in CC potenza erogata attraverso componenti raddrizzatori composti da diodi.
Quando l'interruttore è chiuso, la batteria fornisce prima corrente. Il circuito è:
Polo positivo della batteria → Spia di carica → Contatto del regolatore → Avvolgimento di eccitazione → Messa a terra → Polo negativo della batteria. A questo punto, l'indicatore luminoso di carica si accenderà a causa della corrente che lo attraversa.
Diagramma schematico del generatore di automobile
Ma dopo l'avvio del motore, all'aumentare della velocità del generatore, anche la tensione terminale del generatore continua ad aumentare. Quando la tensione di uscita del generatore è uguale alla tensione della batteria, il potenziale sui terminali "B" e "D" del generatore è uguale. In questo momento, la spia di carica si spegne a causa della differenza di potenziale zero tra i due terminali. Indicano che il generatore funziona normalmente e la corrente di eccitazione è fornita dal generatore stesso. La forza elettromotrice CA trifase generata dall'avvolgimento trifase nel generatore viene raddrizzata da diodi ed emette potenza CC per fornire energia al carico e caricare la batteria.