Børsteløs synkrongenerator - synkron maskine , der kun fungerer i generatortilstand, hvis rotor ikke har en kollektor-børstesamling, og strømmen i excitationsviklingen (i rotoren ) induceres på grund af det vekslende magnetfelt, der skabes af hovedledningen og/eller ekstra statorvikling .
Der er flere praktiske implementeringer af en børsteløs synkrongenerator, der adskiller sig i måden, hvorpå strømmen induceres i feltviklingen og spændingsreguleringen ved udgangsterminalerne.
Den enkleste med hensyn til teknisk implementering er en børsteløs generator med sammensat excitation og en kompenserende kapacitans forbundet med en ekstra vikling. En sådan generator er en fremtrædende pol synkron maskine med en excitationsvikling i rotoren.
Excitationsviklingen er opdelt i to sektioner, hvis ender er lukket gennem en diode . Således kan den inducerede strøm i feltviklingen kun strømme i én retning, hvilket skaber et konstant magnetfelt.
Statoren har to viklinger: primær og sekundær. Belastningen er forbundet til hovedviklingen. En kompenserende kondensator er forbundet til den ekstra vikling . Hovedviklingen optager 2/3 af statoråbningerne, og den yderligere 1/3 af slidserne. Hvis det er nødvendigt, tilføjes en anden vikling til statoren for en vekselspænding på 12 volt eller en anden, som ensrettes til en konstant spænding på diodebroen.
Hovedviklingen er opdelt i to dele, som er placeret lodret i 180 grader og indbyrdes forbundet, og excitationsviklingen (ekstra) består af fire dele, som er fordelt 90 grader lodret og vandret. De to dele af hovedviklingen falder lodret sammen med de to excitationsviklinger, som er ansvarlige for at oplade kondensatoren, og de to andre excitationsviklinger er placeret vandret og er ansvarlige for at aflade kondensatoren. Rotoren interagerer med statorviklingerne hver 90 grader, det vil sige i en lodret position interagerer den med hoved- og yderligere, og i vandret position med en yderligere.
Generatoren fungerer som følger. Når rotoren begynder at rotere, er der ingen strøm i viklingerne. De magnetiske stator- og rotorkredsløb har imidlertid restmagnetisering. På grund af sidstnævnte begynder der at blive induceret en strøm i viklingerne. Da strømmen i rotorviklingen på grund af dioderne kun kan flyde i én retning, begynder rotormagnetkredsløbet at blive magnetiseret. I dette tilfælde inducerer det roterende magnetiske felt skabt af rotoren en elektromotorisk kraft i statorviklingerne . Da den ekstra statorvikling er belastet på kondensatoren, begynder vekselstrøm at strømme gennem den. Denne vekselstrøm skaber et vekslende, men ikke-roterende statormagnetfelt, som inducerer en elektromotorisk kraft i rotorviklingen. Under påvirkning af denne elektromotoriske kraft opstår der en strøm i rotorviklingen, som ensrettes af dioder og magnetiserer rotoren endnu mere. Dette medfører igen en stigning i den elektromotoriske kraft og strøm i statorviklingerne, hvilket igen magnetiserer rotoren endnu mere. Excitationsprocessen udvikler sig som en lavine, indtil stator- og rotorens magnetiske kredsløb går i mætningstilstand. I hovedstatorviklingen opstår en elektromotorisk kraft af en nominel værdi. Generatoren er klar til at tilslutte belastningen.
Når en belastning er forbundet til hovedviklingen, opstår der en strøm i den, som skaber sit eget magnetfelt. Hvis excitationen af generatoren forblev på samme niveau, ville spændingen ved dens udgangsterminaler falde af to årsager: spændingsfaldet over den interne modstand og forskydningen af magnetfeltet i forhold til statorviklingens akse. Statorviklingerne er dog arrangeret på en sådan måde, at deres magnetiske akser drejes 90 grader. På grund af dette roterer rotorens magnetfelt i retning af hovedviklingen, hvilket øger EMF af induktion i den. Jo større strømmen af hovedviklingen er, jo større er rotationen af rotorens magnetfelt. Således stabiliseres generatorens udgangsspænding. Denne reguleringsmetode kaldes sammensat.
Generatoren med sammensat excitation er enkel i design, har en lav vægt og pris, hvilket førte til dens udbredte brug i bærbare benzin-elektriske enheder ("benzinkraftværker"). Samtidig har denne type generatorer en række ulemper, nemlig:
Ulemperne ved generatorer med sammensat excitation og kapacitiv kompensation er elimineret i børsteløse generatorer med uafhængig excitation. I dette tilfælde sker overførslen af elektrisk energi til feltviklingen (i form af vekselstrøm) gennem en roterende transformer , og ensretningen af vekselstrøm for at drive feltviklingen sker i selve rotoren på grund af ensretteren. Sådanne generatorer er mere komplekse i design (en roterende transformer er påkrævet). Spændingsregulering kan udføres både ved sammensætning og ved brug af en elektronisk regulator.