Generatory prądu zmiennego to maszyny elektromechaniczne, które wykorzystują wirowanie wirnika w polu magnetycznym do generowania prądu przemiennego. Korzystasz z wyjścia generatora prądu przemiennego po włączeniu światła lub uruchomieniu samochodu. Generatory prądu przemiennego, które zasilają Twój dom, znajdują się w dużym końcu zakresu rozmiarów. Alternator w twoim pojeździe jest na małym końcu.
Historia
W 1831 roku Michael Faraday odkrył, że obracając pętlę miedzianego drutu pomiędzy biegunami stałego magnesu, może wytwarzać naprzemienny prąd elektryczny (Literatura 1). Odkrycie indukcji elektromagnetycznej przez Faradaya doprowadziło do rozwoju i udoskonalenia współczesnych generatorów prądu przemiennego.
Operacja
Generatory prądu zmiennego generują energię elektryczną przez obrót zwory w polu elektromagnetycznym. Pole magnetyczne wytwarzane jest przez magnesy stałe lub obwód prądu stałego w uzwojeniach stojana. Napięcie, prąd i częstotliwość prądu są kontrolowane przez siłę pola magnetycznego, zwoje w wirniku, bieguny w stojanie i prędkość obrotową wału (Odnośniki 2). Na przykład mały generator rezerwowy może wytwarzać 30 amperów przy napięciu 120 woltów i 60 cyklach na sekundę (hercach). Sześćdziesiąt herców to standardowa częstotliwość w Stanach Zjednoczonych. Podróżni podróżujący do Europy znajdują inne częstotliwości.
Moc mechaniczna
Alternator w samochodzie jest zasilany przez silnik. Energia dla twojego domu generowana jest w większości przypadków przez turbiny parowe, wodne lub gazowe. Para jest wytwarzana przez spalanie węgla, ropy naftowej lub gazu ziemnego, lub z ciepła generowanego przez rozpad promieniotwórczy w przypadku energii jądrowej. Energia hydroelektryczna jest generowana przez energię wody utrzymywaną przez zaporę. Turbiny gazowe wykorzystują produkty spalania gazu ziemnego lub oleju bezpośrednio do obracania turbiny. Energia wiatru jest wykorzystywana do zasilania generatorów, podobnie jak silniki spalinowe. Silniki te wykorzystują jako paliwo benzynę, olej napędowy, propan lub gaz ziemny. Niektóre generatory prądu przemiennego są nawet napędzane przez silniki elektryczne prądu stałego (prądu stałego) w jednej postaci agregatu silnikowo-prądnicowego (Referencje 3).
Małe aplikacje
Generatory prądu zmiennego o wielkości od 3 do 2000 kilowatów i napędzane silnikami działającymi na paliwach węglowodorowych są wykorzystywane do przenośnych generatorów do projektów budowlanych, jako rezerwowe urządzenia do ochrony budynków przed zanikiem zasilania, jako jedyne źródło mocy w odległych lokalizacjach i do ograniczania mocy wykorzystanie w systemach komunalnych, które pobierają dodatkowe opłaty za użytkowanie powyżej określonej ilości (Referencje 4).
Duże aplikacje
Większe generatory prądu zmiennego są używane do tych samych celów, co mniejsze, ale mają również inne zastosowania, takie jak wydobycie ropy i gazu, maszyny górnicze, transport kolejowy i morski. Często te generatory są pakowane z silnikiem lub turbiną do wykorzystania jako agregat prądotwórczy. Te zastosowania wymagają od 200 kilowatów do 18 megawatów. Mogą one dostarczyć znaczną część energii elektrycznej budynku, gdy są używane w celu zastąpienia znacznej części mocy użytecznej w komputerze lub urządzeniu telekomunikacyjnym (odnośniki 5).
