AC-generatoren zijn elektromechanische machines die het draaien van een rotor in een magnetisch veld gebruiken om wisselstroomelektriciteit te genereren. U gebruikt de output van een AC-generator wanneer u een lamp aanzet of uw auto start. De AC-generatoren van de energiemaatschappij die uw huis van stroom voorzien, bevinden zich aan het grote uiteinde van het groottebereik. De dynamo in uw voertuig bevindt zich aan het kleine uiteinde.
Geschiedenis
In 1831 ontdekte Michael Faraday dat door een lus koperdraad tussen de polen van een permanente magneet te draaien, hij een wisselstroom kon produceren (referenties 1). Faraday's ontdekking van elektromagnetische inductie leidde tot de ontwikkelingen en verfijningen van de huidige AC-generatoren.
Operatie
AC-generatoren genereren elektriciteit door de rotatie van een anker in een elektromagnetisch veld. Het magnetisch veld wordt geproduceerd door permanente magneten of een gelijkstroomcircuit in de statorwikkelingen. De spanning, stroomsterkte en frequentie van de stroom worden geregeld door de sterkte van het magnetische veld, de wikkelingen in de rotor, de polen in de stator en de snelheid waarmee de as roteert (referenties 2). Een kleine standby-generator kan bijvoorbeeld 30 ampère produceren bij 120 volt AC en 60 cycli per seconde (Hertz). Zestig Hertz is de standaardfrequentie in de Verenigde Staten. Reizigers naar Europa vinden andere frequenties.
Mechanische kracht
De dynamo in uw auto wordt aangedreven door de motor. Stroom voor uw huis wordt in de meeste gevallen gegenereerd door stoom-, water- of gasturbines. Stoom wordt geproduceerd door het verbranden van steenkool, olie of aardgas, of door warmte die wordt gegenereerd door radioactief verval in het geval van kernenergie. Waterkracht wordt opgewekt door de energie van water dat door een dam wordt vastgehouden. Gasturbines gebruiken de producten van aardgas of olie-verbranding rechtstreeks om een turbine te laten draaien. Wind wordt gebruikt voor het aandrijven van generatoren, net als interne verbrandingsmotoren. Deze motoren gebruiken benzine, diesel, propaan of aardgas als brandstof. Sommige wisselstroomgeneratoren worden zelfs aangedreven door gelijkstroom (gelijkstroom) elektromotoren in één vorm van motor-generatorset (referenties 3).
Kleine toepassingen
AC-generatoren in groottes van drie tot 2.000 kilowatt en aangedreven door motoren die op koolwaterstofbrandstoffen werken, worden gebruikt voor draagbare generatoren voor bouwprojecten, als standby-eenheden om gebouwen te beschermen tegen stroomuitval, als enige krachtbron op afgelegen locaties en om vermogen te beperken gebruik in nutsvoorzieningen die extra kosten in rekening brengen voor gebruik boven een bepaalde hoeveelheid (referenties 4).
Grote toepassingen
Grotere AC-generatoren worden voor dezelfde doeleinden gebruikt als de kleinere, maar hebben ook andere toepassingen zoals olie- en gaswinning, mijnbouwmachines, spoorvervoer en zeetransport. Vaak zijn deze generatoren verpakt met een motor of turbine om als motor-generatorset te worden gebruikt. Deze toepassingen vereisen van 200 kilowatt tot 18 megawatt. Ze kunnen een aanzienlijk deel van de elektrische stroom van een gebouw leveren wanneer ze worden gebruikt om een groot deel van de stroomvoorziening in een computer of telecommunicatiefaciliteit te vervangen (referenties 5).
