Магнитогидродинамический генератор (МГД-генератор) представляет собой энергетическую установку, в которой энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, преобразуется непосредственно в электрическую энергию. Название «магнитогидродинамический генератор» связано с тем, что область науки, изучающая взаимодействие между магнитным полем и токопроводящими жидкостями или газами, называется магнитогидродинамикой.
Принцип работы МГД-генератора основан на законе электромагнитной индукции, согласно которому, в проводнике, движущемся в магнитном поле, индуктируется ЭДС. Так как ЭДС индуктируется в любом проводнике – твердом, жидком или газообразном, возможно практическое создание энергетической установки, в которой проводником является само рабочее тело. Прямое (непосредственное) преобразование энергии составляет главную особенность МГД-генератора, отличающую его от генераторов электромашинных.
Рабочими телами МГД-генераторов могут служить электролиты, жидкие металлы и ионизованные газы. В современных МГД-генераторах рабочим телом преимущественно служит газообразный проводник – плазма, носителями зарядов в котором являются в основном свободные электроны и положительные ионы, отклоняющиеся в магнитном поле от траектории, по которой газ двигался бы в отсутствие поля.
До недавнего времени были известны три состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Газ считался электрически нейтральным, так как нейтральны атомы и состоящие из них молекулы. Заряд электронов в атомах полностью уравновешивается зарядом ядра. При нагреве газа в результате интенсивного соударения атомов происходит выбивание внешних электронов. Если отделить все электроны от ядер, то вещество будет находиться в четвертом состоянии, называемом высокотемпературной плазмой. На Земле это состояние вещества не встречается, так как для его получения требуется температура порядка миллионов градусов и давление в десятки тысяч мегапаскаль. Высокотемпературная плазма содержится в глубинах Солнца.
Но если жидкие металлы и электролиты являются природными проводниками, то для того чтобы газ стал электропроводным, его необходимо ионизовать до определённой степени, что осуществляется главным образом нагреванием до температур, достаточных для начала термической ионизации (большинство газов ионизуется только при температуре около 10000°К). Необходимая степень ионизации при меньших температурах достигается обогащением газа парами щелочных металлов. При введении в продукты сгорания щелочных металлов (например, 
) или их солей газы становятся проводниками уже при 2200-2700°К.
Схема простейшего МГД-генератора представлена на рис. 5.2.
Рисунок 5.2 – Простейшая схема энергетической установки с магнитогидродинамическим генератором:
1 – обмотка электромагнита; 2 – камера сгорания; 3 – присадка; 4 – воздух; 5 – топливо; 6 – сопло; 7 – электроды с последовательно включенной нагрузкой; 8 – выход продуктов сгорания
МГД-генератор состоит из канала, по которому движется рабочее тело (обычно плазма), электромагнитной системы для создания магнитного поля и устройств для отвода электроэнергии (электродов) с включенной нагрузкой.
Энергетические установки с МГД-генераторами могут работать по открытому и замкнутому циклам. В первом случае продукты сгорания являются рабочим телом, а использованные газы после удаления из них присадки щелочных металлов выбрасываются в атмосферу.
В МГД-генераторах замкнутого цикла тепловая энергия, полученная при сжигании топлива, передаётся в теплообменнике рабочему телу, которое затем, пройдя МГД- генератор, возвращается, замыкая цикл, через компрессор или насос. Источниками тепла могут служить реактивные двигатели, ядерные реакторы, теплообменные устройства.
Основное преимущество МГД-генератора состоит в отсутствии в нём движущихся узлов или деталей, непосредственно участвующих в преобразовании тепловой энергии в электрическую. Это позволяет существенно увеличить начальную температуру рабочего тела и, следовательно, КПД электростанции. Если после МГД-генератора поставить обычный турбоагрегат, то общий максимальный КПД такой энергетической установки достигнет 55-60%.
Отличительной особенностью МГД-генераторов является также возможность получения больших мощностей в одном агрегате – 500-1000 МВт и сочетания их с паросиловыми блоками такой же мощности.
Сложности в создании МГД-генераторов состоят в получении материалов необходимой прочности. В настоящее время ведутся также поиски газа с наилучшими свойствами. Гелий с небольшой добавкой цезия при температуре 2000°С имеет одинаковую проводимость с продуктами сгорания минерального топлива при температуре 2500°С. Разработан проект МГД-генератора, работающего по замкнутому циклу, в котором гелий непрерывно циркулирует в системе.
Для работы МГД-генератора необходимо создавать сильное магнитное поле, которое может быть получено пропусканием огромных токов по обмоткам. Во избежание сильного нагрева обмоток и потерь энергии в них сопротивление обмоток должно быть по возможности наименьшим. Поэтому в качестве таких проводников целесообразно использовать сверхпроводящие материалы.
Перспективны МГД-генераторы с ядерными реакторами, используемыми для нагревания газов и их термической ионизации. Трудности создания МГД-генератора с ядерным реактором состоят в том, что современные тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ), содержащие уран и покрытые окисью магния, допускают температуру, не на много превышающую 600°С.
Можно надеяться, что по мере совершенствования реакторных систем их температуру можно будет увеличить до нужных величин (около 2000°С).
Вопросам создания эффективных МГД-установок уделяется большое внимание во многих развитых странах мира. В России с 1972 г. функционирует МГД-установка мощностью 250 МВт на газе.
Эксплуатируются несколько экспериментальных МГД-установок на угле, каждая мощностью 5-10 МВт. МГД-генераторы на твердом топливе особенно интенсивно изучаются в США. Ведутся эксперименты на нескольких установках мощностью 10-30 МВт, на которых сжигается уголь.