Et generatorsett for mindre kommersielle fartøy er som oftest en synkrongenerator med typisk 1500 o/min for 50Hz eller 1800 o/min for 60Hz. Det vil si at den har 4-poler (2 pol par). Det er gjerne en børsteløs AC generator med automatisk spenningsregulering. Disse har en permanentmagnet montert på enden av akslingen til generatoren. Permanentmagneten (og tilhørende viklinger) har til oppgave å gi en uavhengig kraftforsyning til spenningsregulatoren (AVR). Spenningsregulatoren sørger for riktig spenning ut til feltgeneratoren. ifølge NEK 410:2021-301.4.2.1 [4] skal «magnetiserings-systemet under stabile driftsforhold være i stand til å opprettholde spenningen innenfor +/- 2,5% av merkespenning. Dette gjelder for alle belastninger mellom null og merkelast ved merkeeffektfaktoren».
Generatorene leveres som oftest for spenninger opp til 690V. De mindre fartøyene vi konsentrerer oss om i vår studie har som regel 230V/50Hz eller 400V/50Hz. Av praktiske årsaker vil vi i våre studier forholde oss til generatorer med 230V/50Hz.
Når motoren starter opp, og akslingen begynner å rotere, vil det induseres en spenning i permanentmagnetens statorviklinger og det induseres en vekselstrøm til den automatiske spenningsregulatoren.
I oppstartsfasen, hvor generatoren ikke har oppnådd synkronturtallet, vil den automatiske spenningsregulatoren sørge for at feltgeneratorens stator får tilstrekkelig strøm (DC). Det oppstår et nytt magnetfelt og det induseres en spenning som gjør at det går strøm i rotorviklingene til feltgeneratoren. Denne strømmen går via en likeretterbro og inn som magnetiseringsstrøm til hovedrotoren. Nå induseres det en spenning til hoved-statoren som blir spenningen ut til lasten.
Den automatiske spenningsregulatoren ligger hele tiden og «føler» på spenningen ut, og korrigerer strømmen til feltgeneratoren - enten opp eller ned - etter behov.
Denne måten å kontrollere magnetiseringsstrømmen til generatoren (Figur 2) gir en stabil klemmespenning ved at når generatoren belastes hardere, og rotoren går saktere rundt, vil den automatiske spenningsregulatoren øke magnetiseringsstrømmen i rotoren. Dette gir et kraftigere magnetfelt som igjen fører til økt indusert spenning. På samme måte vil spenningsregulatoren redusere magnetiseringsstrømmen dersom lasten blir mindre, og generatoren går lettere.
Når generatoren går i normaldrift, med merketurtall og gir merkespenning, skal ikke spenningen falle under 85% eller overstige 120% av merkeverdi ved plutselig endringer i symmetrisk last. Videre skal generatorspenningen gjenopprettes til innenfor +/-3% av merkespenning innen 1,5s, ifølge NEK 410A:2021- 301.4.2.2 [2].
Dieselmotorer som går lenge med lav last klarer ikke forbrenne alt av drivstoffet. Det drivstoffet som ikke forbrennes i sylinderne på motoren vil danne koks i forbrennings- og eksosanlegget. Dette kan føre til at dieselmotoren som driver generatoren ikke klarer å levere nok kraft. Hjelpemotorer til generatorer er ofte dimensjonert for det verste tenkelige tilfelle, og vil i normal drift kanskje bare gå med rundt 30-50% belastning. Det vil derfor være viktig å teste at dieselmotoren, og dermed generatoren, klarer å yte i henhold til hva den er designet for. Ved en test, hvor man kjører generatorene på høy belastning over lang tid vil man kunne få brent vekk noe av koksen som eventuelt har dannet seg.
Det kan komme et økende behov for testing av generatorer i tiden framover på grunn av overgangen til hybrid båter. Når skipene drives av batteri vil generatorene være mindre i drift, i kortere perioder og med mindre last. Det kan medføre økt sjanse for koksdannelse. Det er da viktig at disse blir vedlikeholdt for å kunne opprettholde driften.