Э. д. с. в проводнике индуктируется при пересечении магнитных линий магнитного поля этим проводником. Поэтому возникновение э. д. с. в проводниках возможно как при перемещении этих проводников в неподвижном магнитном поле, так и при перемещении магнитных линий магнитного поля относительно неподвижных проводников. В первом случае полюсы, т. е. индуктирующая часть машины, возбуждающая магнитное поле, помещаются на неподвижной части машины (на статоре), а индуктируемая часть (якорь), т. е. проводники, в которых создается э. д. с., — на вращающейся части машины (на роторе). Во втором случае полюсы помещаются на роторе, а индуктируемая часть (якорь) — на статоре.
Выше мы рассмотрели принцип действия синхронного генератора с неподвижными полюсами и вращающимся якорем. В таком генераторе вырабатываемая энергия передается приемнику энергии посредством скользящих контактов — контактных колец и щеток.
Скользящий контакт в цепи большой мощности создает значительные потери энергии, а при высоких напряжениях наличие такого контакта крайне нежелательно. Поэтому генераторы с вращающимся якорем и неподвижными полюсами выполняют только для низких напряжений (до 380/220 в) и небольших мощностей (до 15 ква).
Наиболее широкое применение получили синхронные генераторы, в которых полюсы помещены на роторе, а якорь — на статоре. Ток возбуждения протекает по обмотке возбуждения, которая представляет собой последовательно соединенные катушки, помещенные на полюсы ротора.
Концы обмотки возбуждения соединены с контактными кольцами, которые крепятся на валу машины. На кольцах помещены неподвижные щетки, посредством которых в обмотку возбуждения подводится постоянный ток от постороннего источника энергии — генератора постоянного тока, называемого возбудителем.
На рис. 128 показан общий вид синхронного генератора с возбудителем.
Устройство статора синхронного генератора аналогично устройству статора асинхронной машины.
Ротор синхронных генераторов выполняют либо с явно-выраженными (выступающими) полюсами, либо с неявно-выраженными полюсами, т. е. без выступающих полюсов.
В машинах с относительно малой скоростью вращения (при большом числе полюсов) роторы выполняют с явно-выраженными полюсами (рис. 129, а), равномерно расположенными по окружности ротора.
Полюс состоит из сердечника 1, полюсного наконечника 2 и катушки обмотки возбуждения 3, помещаемой на сердечнике полюса.
Первичными двигателями синхронных генераторов с явновыраженными полюсами обычно являются гидравлические турбины, являющиеся тихоходными машинами. Поэтому синхронные генераторы с явновыраженными полюсами называются гидрогенераторами.
При большой скорости вращения такое устройство ротора не может обеспечить нужной механической прочности и поэтому у высокоскоростных машин роторы выполняются с неявновыраженными полюсами (рис. 129, б).
Ротор с неявновыраженными полюсами представляет собой цилиндр, набранный из тонких стальных листов, изолированных друг от друга. На части поверхности ротора выштампованы пазы, в которых укладываются проводники обмотки возбуждения. Часто сердечники роторов с неявновыраженными полюсами изготовляют из цельных поковок, на поверхности которых фрезеруются пазы. После укладки обмотки возбуждения на роторе пазы его забивают клиньями, а лобовые соединения обмотки возбуждения укрепляют стальными бандажами, помещенными на торцовых частях ротора. При такой конструкции ротора допускаются окружные скорости до 180 — 200 м/сек.
Для генераторов с неявновыраженными полюсами первичными двигателями обычно являются паровые турбины, принадлежащие к числу быстроходных машин. Поэтому синхронные генераторы с неявновыраженными полюсами называются турбогенераторами.