Οι γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ηλεκτρομηχανικές μηχανές που χρησιμοποιούν την περιστροφή ενός ρότορα σε ένα μαγνητικό πεδίο για να παράγουν ηλεκτρισμό εναλλασσόμενου ρεύματος. Χρησιμοποιείτε την έξοδο μιας γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος όταν ενεργοποιείτε ένα φως ή ξεκινάτε το αυτοκίνητό σας. Οι γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος της εταιρείας που τροφοδοτούν το σπίτι σας βρίσκονται στο μεγάλο άκρο της γκάμας μεγεθών. Ο εναλλάκτης στο όχημά σας βρίσκεται στο μικρό άκρο.
Ιστορία
Το 1831 ο Michael Faraday ανακάλυψε ότι περιστρέφοντας ένα βρόχο σύρματος χαλκού ανάμεσα στους πόλους ενός μόνιμου μαγνήτη θα μπορούσε να παράγει ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα (Παραπομπές 1). Η ανακάλυψη του Faraday για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή οδήγησε στις εξελίξεις και τις βελτιώσεις των σύγχρονων γεννητριών εναλλασσόμενου ρεύματος.
Λειτουργία
Οι γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος παράγουν ηλεκτρική ενέργεια με την περιστροφή ενός οπλισμού σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό πεδίο παράγεται από μόνιμους μαγνήτες ή κύκλωμα συνεχούς ρεύματος στις περιελίξεις του στάτη. Η τάση, η ροή ρεύματος και η συχνότητα του ρεύματος ελέγχονται από την ισχύ του μαγνητικού πεδίου, τις περιελίξεις στο ρότορα, τους πόλους στον στάτορα και την ταχύτητα που περιστρέφεται ο άξονας (Αναφορές 2). Για παράδειγμα, μια μικρή γεννήτρια αναμονής μπορεί να παράγει 30 αμπέρ σε 120 βολτ AC και 60 κύκλους ανά δευτερόλεπτο (Hertz). Εξήντα Hertz είναι η συνηθισμένη συχνότητα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι ταξιδιώτες στην Ευρώπη βρίσκουν άλλες συχνότητες.
Μηχανική δύναμη
Ο εναλλάκτης στο αυτοκίνητό σας τροφοδοτείται από τον κινητήρα. Η ισχύς για το σπίτι σας παράγεται στις περισσότερες περιπτώσεις από ατμό, νερό ή αεριοστρόβιλους. Ο ατμός παράγεται από καύση άνθρακα, πετρελαίου ή φυσικού αερίου ή από θερμότητα που παράγεται από ραδιενεργή αποσύνθεση στην περίπτωση της πυρηνικής ενέργειας. Η υδροηλεκτρική ενέργεια παράγεται από την ενέργεια του νερού που συγκρατείται από ένα φράγμα. Οι αεριοστρόβιλοι χρησιμοποιούν τα προϊόντα φυσικού αερίου ή καύσης πετρελαίου απευθείας για να γυρίσουν μια τουρμπίνα. R nr nWind ενέργεια χρησιμοποιείται για να τροφοδοτεί τους γεννήτριες όπως είναι οι κινητήρες εσωτερικής καύσης. Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούν βενζίνη, ντίζελ, προπάνιο ή φυσικό αέριο ως καύσιμο. Ορισμένες γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος οδηγούνται ακόμη και από ηλεκτροκινητήρες DC (συνεχούς ρεύματος) σε μία μορφή γεννήτριας κινητήρων (Παραπομπές 3).
Μικρές Εφαρμογές
Οι γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος μεγέθους από 3 έως 2.000 κιλοβάτ και που κινούνται από κινητήρες που λειτουργούν με καύσιμα υδρογονανθράκων χρησιμοποιούνται για φορητές γεννήτριες για κατασκευαστικά έργα, ως μονάδες ετοιμότητας για την προστασία κτιρίων από διακοπές ρεύματος, ως μοναδική πηγή ισχύος σε απομακρυσμένες τοποθεσίες και για τον περιορισμό της ισχύος χρήση σε συστήματα κοινής ωφέλειας που χρεώνουν επιπλέον για χρήση πάνω από μια δεδομένη ποσότητα (Αναφορές 4).
Μεγάλες εφαρμογές
Οι μεγαλύτερες γεννήτριες εναλλασσομένου ρεύματος χρησιμοποιούνται για τους ίδιους σκοπούς με τις μικρότερες, αλλά έχουν και άλλες εφαρμογές όπως στην εξόρυξη πετρελαίου και φυσικού αερίου, στις εξορυκτικές μηχανές, στις σιδηροδρομικές και θαλάσσιες μεταφορές. Συχνά αυτές οι γεννήτριες είναι συσκευασμένες με κινητήρα ή στρόβιλο για να χρησιμοποιηθούν ως γεννήτρια κινητήρων. Αυτές οι εφαρμογές απαιτούν από 200 κιλοβάτ έως 18 μεγαβάτ. Μπορούν να παράσχουν ένα σημαντικό ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας ενός κτιρίου όταν χρησιμοποιείται για να αντικαταστήσει ένα μεγάλο μέρος της ισχύος του δικτύου σε υπολογιστή ή τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό (Αναφορές 5).
