Les générateurs auto-excités, qu’ils soient de type CC ou CA, s’appuient sur un processus dans lequel une petite tension initiale est générée pour démarrer le processus de génération sans nécessiter de source d’alimentation externe.
Un générateur CC auto-excité démarre généralement avec un magnétisme résiduel dans ses pôles de champ. Lorsque le générateur est initialement mis en vitesse en faisant tourner manuellement son arbre ou par un autre moyen, le champ magnétique résiduel induit une petite tension dans les enroulements d’induit. Cette tension initiale est réinjectée dans les enroulements de champ via un régulateur ou un contrôleur de tension. À mesure que la tension s’accumule dans les enroulements de champ, elle renforce le champ magnétique, provoquant une génération supplémentaire de tension dans les enroulements d’induit. Cette boucle de rétroaction positive se poursuit jusqu’à ce que le générateur atteigne sa tension et sa fréquence de fonctionnement.
Les générateurs à démarrage automatique font référence à ceux qui peuvent lancer automatiquement leur séquence de démarrage sans intervention humaine. Ces systèmes intègrent souvent des circuits de contrôle ou des capteurs sophistiqués qui détectent le besoin de production d’électricité, par exemple en cas de panne de courant dans les générateurs de secours du réseau. En règle générale, un générateur à démarrage automatique comprend un démarreur alimenté par une batterie intégrée ou une autre source d’énergie. Lorsqu’un signal déclenche le démarrage du générateur, le démarreur déclenche la rotation du moteur, qui à son tour entraîne le générateur. Une fois que le générateur atteint une vitesse et une tension de sortie suffisantes, il passe de l’utilisation du démarreur à la production d’énergie indépendante.
Les générateurs CA auto-excités fonctionnent de la même manière que leurs homologues CC, mais sont plus complexes en raison de la nature alternative du courant qu’ils produisent. Dans un générateur CA, l’excitation initiale peut se produire par magnétisme résiduel ou par un système d’excitation séparé. L’excitatrice est un générateur plus petit ou un enroulement d’excitateur connecté à l’arbre du générateur principal. Initialement, le magnétisme résiduel ou une petite tension provenant de l’excitatrice produit une tension alternative dans les enroulements du stator du générateur principal. Cette tension alternative est ensuite redressée et réinjectée dans les enroulements de champ via un régulateur ou un contrôleur de tension. À mesure que le champ magnétique dans les enroulements de champ se renforce, il induit une tension supplémentaire dans les enroulements du stator, créant ainsi un processus autonome de génération de tension.
L’auto-excitation dans les générateurs est obtenue par diverses méthodes en fonction du type et de la conception du générateur. Pour les générateurs CC et CA, cela implique généralement l’utilisation d’un magnétisme résiduel ou d’une source de tension initiale pour relancer la production d’énergie électrique. Ce processus nécessite une conception minutieuse des enroulements de champ, des enroulements d’induit et des circuits de commande pour garantir un fonctionnement stable et fiable. Dans les générateurs modernes, les régulateurs de tension électroniques ou les systèmes de contrôle jouent un rôle crucial dans la surveillance et l’ajustement des niveaux d’excitation afin de maintenir des performances et une régulation de tension optimales dans diverses conditions de charge.