I generatori autoeccitati, sia di tipo DC che AC, si basano su un processo in cui viene generata una piccola tensione iniziale per avviare il processo di generazione senza richiedere una fonte di alimentazione esterna.
Un generatore DC autoeccitato inizia tipicamente con magnetismo residuo nei suoi poli di campo. Quando il generatore viene inizialmente portato a regime ruotando manualmente il suo albero o tramite altro mezzo, il campo magnetico residuo induce una piccola tensione negli avvolgimenti dell’indotto. Questa tensione iniziale viene reimmessa negli avvolgimenti di campo attraverso un regolatore o controller di tensione. Man mano che la tensione si accumula negli avvolgimenti di campo, rafforza il campo magnetico, provocando un’ulteriore generazione di tensione negli avvolgimenti dell’indotto. Questo ciclo di feedback positivo continua finché il generatore non raggiunge la tensione e la frequenza operativa.
I generatori ad avvio automatico si riferiscono a quelli che possono avviare automaticamente la sequenza di avvio senza intervento umano. Questi sistemi spesso integrano sofisticati circuiti di controllo o sensori che rilevano la necessità di produzione di energia, come quando l’energia elettrica di rete viene a mancare nei generatori di riserva. In genere, un generatore ad avvio automatico include un motorino di avviamento alimentato da una batteria di bordo o da un’altra fonte di energia. Quando un segnale fa avviare il generatore, il motorino di avviamento avvia la rotazione del motore, che a sua volta aziona il generatore. Una volta che il generatore raggiunge una velocità e una tensione in uscita sufficienti, passa dall’utilizzo del motorino di avviamento alla generazione di energia in modo indipendente.
I generatori CA autoeccitati funzionano in modo simile alle loro controparti CC ma sono più complessi a causa della natura alternata della corrente che producono. In un generatore CA, l’eccitazione iniziale può avvenire attraverso il magnetismo residuo o attraverso un sistema eccitatore separato. L’eccitatrice è un generatore più piccolo o un avvolgimento dell’eccitatrice collegato all’albero del generatore principale. Inizialmente, il magnetismo residuo o una piccola tensione proveniente dall’eccitatrice producono una tensione CA negli avvolgimenti dello statore del generatore principale. Questa tensione CA viene quindi raddrizzata e reimmessa negli avvolgimenti di campo attraverso un regolatore o controller di tensione. Quando il campo magnetico negli avvolgimenti di campo si rafforza, induce ulteriore tensione negli avvolgimenti dello statore, creando un processo autosufficiente di generazione di tensione.
L’autoeccitazione nei generatori si ottiene attraverso vari metodi a seconda del tipo e del design del generatore. Sia per i generatori DC che per quelli AC, in genere comporta l’uso del magnetismo residuo o di una sorgente di tensione iniziale per avviare la generazione di energia elettrica. Questo processo richiede un’attenta progettazione degli avvolgimenti di campo, degli avvolgimenti dell’armatura e dei circuiti di controllo per garantire un funzionamento stabile e affidabile. Nei generatori moderni, i regolatori elettronici di tensione o i sistemi di controllo svolgono un ruolo cruciale nel monitoraggio e nella regolazione dei livelli di eccitazione per mantenere prestazioni e regolazione della tensione ottimali in condizioni di carico variabili.