Un générateur est généralement composé d'éléments tels que le stator, le rotor, le couvercle d'extrémité, le châssis et les roulements.
Le stator est composé du châssis, du noyau du stator, des bobines d'enroulement et d'autres éléments structurels qui fixent ces pièces.
Le rotor est composé du noyau du rotor (avec enroulement magnétique), de la bague collectrice (également appelée bague en cuivre, bague collectrice), du ventilateur et de l'arbre du rotor, etc.
Le stator et le rotor du générateur sont reliés et assemblés par des roulements et un couvercle d'extrémité, permettant au rotor de tourner à l'intérieur du stator et d'effectuer le mouvement de coupe des lignes de force magnétiques, générant ainsi une force électromotrice induite, qui est ensuite acheminée par des bornes de connexion et connectée au circuit pour produire du courant.
Les turbogénérateurs sont des générateurs associés à des turbines à vapeur. Pour un rendement élevé, ces dernières tournent généralement à grande vitesse, habituellement 3 000 tours par minute (50 Hz) ou 3 600 tours par minute (60 Hz). Dans les centrales nucléaires, la vitesse de la turbine est plus faible, mais reste supérieure à 1 500 tours par minute. Afin de réduire les contraintes mécaniques dues à la force centrifuge et la friction du vent, les turbogénérateurs à grande vitesse présentent généralement un rotor de petit diamètre et de grande longueur, c'est-à-dire un rotor élancé. En particulier, pour les groupes turbogénérateurs de grande puissance et à grande vitesse (plus de 3 000 tours par minute), la résistance des matériaux impose une limitation stricte du diamètre du rotor, qui ne dépasse généralement pas 1,2 mètre. La longueur du rotor est également limitée par la vitesse critique. Lorsque la longueur du corps dépasse six fois le diamètre, la seconde vitesse critique du rotor se rapproche de la vitesse de fonctionnement du moteur, et d'importantes vibrations peuvent survenir. Par conséquent, la taille du rotor des grandes turbines à vapeur à grande vitesse est strictement limitée. La taille du rotor d'un moteur refroidi par air de 100 000 kilowatts a atteint cette limite. Pour augmenter la puissance du moteur, il est nécessaire d'accroître sa charge électromagnétique. C'est pourquoi, pour les turbines à vapeur de 5 à 100 000 kilowatts, des technologies de refroidissement à l'hydrogène ou à l'eau, plus performantes, ont été adoptées. Depuis les années 1970, la puissance nominale des turbines à vapeur a atteint 130 000 à 150 000 kilowatts. Depuis 1986, des avancées significatives ont été réalisées dans la recherche sur les matériaux supraconducteurs à haute température critique. L'application de la technologie supraconductrice aux générateurs de turbines à vapeur est prévue, ce qui constituera une nouvelle avancée majeure dans l'histoire du développement de ces générateurs.
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Date de publication : 1er avril 2026