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Générateur électrique

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Mécanique
Rotor: La partie tournante d'un alternateur, d'un générateur, d'une dynamo ou d'un moteur.
Stator: La partie fixe d'un alternateur, d'un générateur, d'une dynamo ou d'un moteur.

Électrique
Armature: Composant générateur d'énergie d'un alternateur, d'un générateur, d'une dynamo ou d'un moteur. L'armature peut être sur le rotor ou le stator.
Champ: Composante du champ magnétique d'un alternateur, d'un générateur, d'une dynamo ou d'un moteur. Le champ peut être sur le rotor ou le stator et peut être soit un électroaimant ou un aimant permanent.

Puissance maximum

Le théorème de la puissance maximale s'applique aux générateurs comme à toute source d'énergie électrique. Ce théorème stipule que la puissance maximale peut être obtenue du générateur en faisant la résistance de la charge égale à celle du générateur. Cependant, dans cette condition, l'efficacité du transfert de puissance n'est que de 50%, ce qui signifie que la moitié de la puissance générée est gaspillée sous forme de chaleur à l'intérieur du générateur. Pour cette raison, les générateurs pratiques ne sont généralement pas conçus pour fonctionner à une puissance de sortie maximale, mais à une puissance de sortie inférieure où l'efficacité est plus élevée.

Batterie faible

Les premiers véhicules à moteur avaient tendance à utiliser des générateurs CC avec des régulateurs électromécaniques. Ceux-ci n'étaient pas particulièrement fiables ou efficaces et ont maintenant été remplacés par des alternateurs avec des circuits de redressement intégrés. Ceux-ci alimentent les systèmes électriques du véhicule et rechargent la batterie après le démarrage. La sortie nominale sera généralement comprise entre 50 et 100 A à 12 V, en fonction de la charge électrique conçue dans le véhicule.Certaines voitures sont désormais dotées d'une assistance à la direction électrique et de la climatisation, ce qui impose une charge élevée sur le système électrique. Les véhicules commerciaux sont plus susceptibles d'utiliser le 24 V pour fournir une puissance suffisante au démarreur pour faire tourner un gros moteur diesel sans avoir besoin d'un câblage excessivement épais. Les alternateurs de véhicules n'utilisent généralement pas d'aimants permanents; ils peuvent atteindre des rendements allant jusqu'à 90% sur une large plage de vitesse en contrôlant la tension de champ. Les alternateurs de moto utilisent souvent des stators à aimants permanents fabriqués avec des aimants de terres rares, car ils peuvent être plus petits et plus légers que les autres types.

Certains des plus petits générateurs que l'on trouve couramment sont utilisés pour alimenter les feux de vélo. Ceux-ci ont tendance à être des alternateurs à aimant permanent de 0,5 A, fournissant 3-6 W à 6 V ou 12 V.Alimentés par le pilote, l'efficacité est primordiale, de sorte qu'ils peuvent incorporer des aimants de terres rares et sont conçus et fabriqués avec une grande précision. Néanmoins, l'efficacité maximale n'est que d'environ 60% pour le meilleur de ces générateurs - 40% est plus typique - en raison de l'utilisation d'aimants permanents. Une batterie serait nécessaire pour utiliser un champ électromagnétique contrôlable à la place, ce qui est inacceptable en raison de son poids et de son encombrement.

Les voiliers peuvent utiliser un générateur à eau ou à vent pour recharger les batteries. Une petite hélice, une éolienne ou une turbine est connectée à un alternateur et un redresseur de faible puissance pour fournir des courants allant jusqu'à 12 A à des vitesses de croisière typiques.

Générateur de moteur

Moteur - générateur de la station radio (musée Dubendorf de l'aviation militaire). Le générateur ne fonctionnait que lors de l'envoi du signal radio (le récepteur pouvait fonctionner sur batterie)Générateur électrique à main de la station de radio (Musée Dubendorf de l'aviation militaire)

Un générateur-moteur est la combinaison d'un générateur électrique et d'un moteur montés ensemble pour former une seule pièce d'équipement. Cette combinaison est également appelée groupe électrogène ou un groupe électrogène. Dans de nombreux contextes, le moteur est pris pour acquis et l'unité combinée est simplement appelée Générateur.

En plus du moteur et du générateur, les moteurs-générateurs comprennent généralement un réservoir de carburant, un régulateur de régime moteur et un régulateur de tension de générateur. De nombreuses unités sont équipées d'une batterie et d'un démarreur électrique. Les groupes électrogènes de secours comprennent souvent un système de démarrage automatique et un commutateur de transfert pour déconnecter la charge de la source d'alimentation du secteur et la connecter au générateur.

Les moteurs-générateurs produisent une alimentation en courant alternatif qui est utilisée en remplacement de l'énergie qui pourrait autrement être achetée auprès d'une centrale électrique. Les valeurs nominales de tension (volts), de fréquence (Hz) et de puissance (watts) du générateur sont sélectionnées en fonction de la charge qui sera connectée. Des modèles monophasés et triphasés sont disponibles. Il n'y a que quelques modèles de générateurs triphasés portables disponibles aux États-Unis. La plupart des unités portables disponibles ne sont que de l'énergie monophasée et la plupart des générateurs triphasés fabriqués sont de grands générateurs de type industriel.

Les moteurs-générateurs sont disponibles dans une large gamme de puissances. Il s'agit notamment de petites unités portatives pouvant fournir plusieurs centaines de watts, des unités montées sur chariot, comme illustré ci-dessus, pouvant fournir plusieurs milliers de watts et des unités fixes ou montées sur remorque pouvant fournir plus d'un million de watts. Les plus petites unités ont tendance à utiliser de l'essence (essence) comme carburant, et les plus grandes ont différents types de carburant, y compris le diesel, le gaz naturel et le propane (liquide ou gaz).

Lorsque vous utilisez des moteurs-générateurs, vous devez être conscient de la qualité de l'onde électrique qu'elle émet. Ceci est particulièrement important lors de l'utilisation d'équipements électroniques sensibles. Un conditionneur de puissance peut prendre les ondes carrées générées par de nombreux moteurs-générateurs et les lisser en les faisant passer par une batterie au milieu du circuit. L'utilisation d'un onduleur plutôt que d'un générateur peut également produire des ondes sinusoïdales propres. Il existe plusieurs onduleurs à fonctionnement silencieux qui produisent une puissance d'onde sinusoïdale propre adaptée à une utilisation avec des ordinateurs et d'autres appareils électroniques sensibles, mais certains onduleurs à faible coût ne produisent pas d'ondes sinusoïdales propres et peuvent endommager certains équipements de charge électronique.

Les moteurs-générateurs sont souvent utilisés pour fournir de l'énergie électrique dans des endroits où l'alimentation n'est pas disponible et dans des situations où l'énergie n'est nécessaire que temporairement. Les petits générateurs sont parfois utilisés pour fournir des outils électriques sur les chantiers de construction. Les générateurs montés sur remorque fournissent de l'énergie pour l'éclairage, les manèges, etc. pour les carnavals itinérants.

Les groupes électrogènes de secours sont installés en permanence et maintenus prêts à alimenter les charges critiques lors d'interruptions temporaires de l'alimentation électrique du service public. Les hôpitaux, les installations de services de communication, les stations de pompage des eaux usées et de nombreuses autres installations importantes sont équipées de générateurs électriques de secours.

Les petits et moyens générateurs sont particulièrement populaires dans les pays du tiers monde pour compléter la puissance du réseau, qui est souvent peu fiable. Les générateurs montés sur remorque peuvent être remorqués vers des zones sinistrées où le réseau électrique a été temporairement interrompu.

Le générateur peut également être entraîné par la puissance musculaire humaine (par exemple, dans l'équipement de la station de radio sur le terrain).

Génératrice stationnaire de taille moyenne

Le moteur-générateur stationnaire de taille moyenne illustré ici est un ensemble de 100 kVA qui produit 415 V à environ 110 A par phase. Il est propulsé par un moteur Perkins Phaser 1000 turbocompressé de 6,7 litres et consomme environ 27 litres de carburant par heure sur un réservoir de 400 litres. Les générateurs stationnaires utilisés aux États-Unis sont utilisés jusqu'à 2800 kW. Ces moteurs diesel fonctionnent au Royaume-Uni avec du diesel rouge et tournent à 1500 tr / min. Cela produit une puissance à 50 Hz, qui est la fréquence utilisée au Royaume-Uni. Dans les régions où la fréquence d'alimentation est de 60 Hz (États-Unis), les générateurs tournent à 1800 tr / min ou à un autre multiple de 60. Les groupes électrogènes diesel fonctionnant à leur meilleur rendement peuvent produire entre 3 et 4 kilowattheures d'énergie électrique pour chaque litre. de carburant diesel consommé, avec une efficacité inférieure à charge partielle.

Vue latérale d'un grand générateur diesel Perkins, fabriqué par F&G Wilson Engineering Ltd. Il s'agit d'un ensemble de 100 kVA.

Les brevets

  • Brevet américain 222 881 (PDF)-Magneto-Electric Machines: la principale dynamo à courant continu de Thomas Edison. Le surnom de l'appareil était le "Mary-Ann à longues jambes"Cet appareil possède de grands aimants bipolaires. Il est inefficace.
  • Brevet américain 373,584 (PDF)-Machine dynamo-électrique: la dynamo améliorée d'Edison qui comprend une bobine supplémentaire et utilise un champ de force.
  • Brevet américain 359748 (PDF)-Machine électrique dynamo - Construction par Nikola Tesla du moteur / générateur à induction à courant alternatif.
  • Brevet américain 406968 (PDF)-Machine électrique dynamo - La machine "unipolaire" de Tesla (c'est-à-dire qu'un disque ou un conducteur cylindrique est monté entre des pôles magnétiques adaptés pour produire un champ magnétique uniforme).
  • Brevet américain 417794 (PDF)-Armature pour machines électriques -Tesla principes de construction de l'armature pour générateurs électriques et moteurs. (Lié aux numéros de brevets US327797, US292077 et GB9013.)
  • Brevet américain 447920 (PDF)-Méthode de fonctionnement des lampes à arc - Générateur de courant alternatif de Tesla d'alternances (ou pulsations) à haute fréquence au-dessus du niveau auditif.
  • Brevet américain 447921 (PDF)-Générateur de courant électrique alternatif - Générateur de Tesla qui produit des alternances de 15000 par seconde ou plus.

Voir également

  • Alternateur
  • Cellule photovoltaïque
  • Moulin à vent

Les références

  • Boldea, Ion. 2005. Génératrices synchrones (série Ingénierie de l'énergie électrique). Ottawa, ON, Canada: Publications du CRC. ISBN 084935725X.
  • Simões, M. Godoy et F. A. Farret. 2004. Systèmes d'énergie renouvelable: conception et analyse avec des générateurs à induction. Ottawa, ON, Canada: Publications du CRC. ISBN 0849320313.
  • Gill, Paul. 1997. Maintenance et test de l'équipement électrique (Génie énergétique, 4). Ottawa, ON, Canada: Publications du CRC. ISBN 0824799070.

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 18 septembre 2017.

  • Veilleuse alimentée par un hamster
  • Générateur simple
  • //www1.electusdistribution.com.au/images_uploaded/impmatch.pdf "Impédance

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