Les générateurs alternatifs sont des machines électro-mécaniques qui utilisent la rotation d'un rotor dans un champ magnétique pour générer de l'électricité en courant alternatif. Vous utilisez la sortie d'un générateur de courant alternatif lorsque vous allumez une lumière ou démarrez votre voiture. Les générateurs de courant alternatif de la société d’électricité qui alimentent votre maison se situent au plus haut de la gamme. L'alternateur de votre véhicule est au plus petit bout.
L'histoire
En 1831, Michael Faraday découvrit qu'en faisant tourner une boucle de fil de cuivre entre les pôles d'un aimant permanent, il pouvait produire un courant électrique alternatif (références 1). La découverte par Faraday de l'induction électromagnétique a conduit aux développements et raffinements des générateurs de courant alternatif actuels.
Opération
Les générateurs de courant alternatif génèrent de l'électricité par la rotation d'une armature dans un champ électromagnétique. Le champ magnétique est produit par des aimants permanents ou par un circuit à courant continu dans les enroulements du stator. La tension, le courant et la fréquence du courant sont contrôlés par l'intensité du champ magnétique, les enroulements dans le rotor, les pôles dans le stator et la vitesse de rotation de l'arbre (références 2). Par exemple, un petit générateur de secours peut produire 30 ampères sous 120 volts alternatifs et 60 cycles par seconde (Hertz). Soixante Hertz est la fréquence standard aux États-Unis. Les voyageurs en Europe trouvent d'autres fréquences.
Puissance mécanique
L'alternateur de votre voiture est alimenté par le moteur. L’alimentation de votre maison est générée dans la plupart des cas par des turbines à vapeur, à eau ou à gaz. La vapeur est produite par la combustion de charbon, de pétrole ou de gaz naturel, ou par la chaleur générée par la désintégration radioactive dans le cas de l'énergie nucléaire. L’énergie hydroélectrique est générée par l’énergie de l’eau retenue par un barrage. Les turbines à gaz utilisent directement les produits de la combustion du gaz naturel ou du mazout pour faire tourner une turbine. L'énergie éolienne est utilisée pour alimenter les générateurs, de même que les moteurs à combustion interne. Ces moteurs utilisent de l'essence, du carburant diesel, du propane ou du gaz naturel. Certains générateurs alternatifs sont même entraînés par des moteurs électriques à courant continu (courant continu) dans une forme de groupe électrogène (Références 3).
Petites applications
Les générateurs alternatifs de tailles allant de trois à 2 000 kilowatts et alimentés par des moteurs fonctionnant à base d'hydrocarbures sont utilisés comme générateurs portables pour les projets de construction. utilisation dans les systèmes de services publics qui facturent un supplément pour une utilisation supérieure à une quantité donnée (références 4).
Grandes applications
Les plus gros générateurs de courant alternatif sont utilisés aux mêmes fins que les plus petits, mais ils ont également d'autres applications que l'extraction de pétrole et de gaz, l'extraction minière, le transport ferroviaire et le transport maritime. Souvent, ces générateurs sont fournis avec un moteur ou une turbine destinés à être utilisés comme groupe électrogène. Ces applications nécessitent de 200 kilowatts à 18 mégawatts. Ils peuvent fournir une proportion importante de l'énergie électrique d'un bâtiment lorsqu'ils sont utilisés pour remplacer une grande partie de l'alimentation secteur d'un ordinateur ou d'une installation de télécommunication (Références 5).
