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.
Un turbogénérateur est un générateur associé à une turbine à vapeur. Pour un rendement optimal, les turbines à vapeur tournent généralement à grande vitesse, habituellement 3 000 tours par minute (fréquence de 50 Hz) ou 3 600 tours par minute (fréquence de 60 Hz). Dans les centrales nucléaires, la vitesse de la turbine à vapeur est plus faible, mais reste supérieure à 1 500 tours par minute. Les turbogénérateurs à grande vitesse, afin de réduire les contraintes mécaniques dues à la force centrifuge et la friction de l'air, possèdent généralement un rotor de diamètre et de longueur relativement faibles ; on utilise donc 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 des limites strictes au diamètre du rotor, qui ne peut généralement pas excéder 1,2 mètre. La longueur du rotor est également limitée par la vitesse critique. Lorsque la longueur du corps dépasse six fois son diamètre, la seconde vitesse critique du rotor se rapproche de la vitesse de fonctionnement du moteur, et d'importantes vibrations peuvent survenir. C'est pourquoi 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 d'une puissance de 5 à 100 000 kilowatts, on a adopté des technologies de refroidissement à l'hydrogène ou à l'eau, plus performantes. Depuis les années 1970, la puissance nominale des turbines à vapeur a atteint 130 à 150 millions de 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 devrait constituer une avancée majeure dans l'histoire du développement de ces générateurs.
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Date de publication : 25 mars 2026