Quelles sont les principales différences entre les alternateurs et les générateurs à courant continu
Principales différences entre les générateurs AC et DC
Une machine électrique est un dispositif qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique et vice versa. Un générateur est un type de machine qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique. Cependant, l'énergie électrique générée peut être sous forme de courant alternatif (CA) ou de courant continu (CC). Ainsi, la principale différence entre les générateurs CA et CC est qu'ils génèrent respectivement du courant alternatif et du courant continu. Bien qu'il existe certaines similitudes entre les deux, il y a également de nombreuses différences.
Avant d'aborder la liste des différences entre eux, nous allons discuter de la façon dont le générateur produit de l'électricité et comment le CA et le CC sont générés.
Génération d'électricité
L'électricité est générée sur la base de la loi de Faraday de l'induction électromagnétique, qui stipule qu'un courant électrique ou une force électromotrice (FEM) sera induite dans un conducteur lorsqu'il est placé dans un champ magnétique variable. Les générateurs CA et CC fonctionnent tous deux sur ce même principe pour générer un courant électrique.
Il existe deux méthodes pour varier le champ magnétique agissant sur les conducteurs : soit faire tourner le champ magnétique autour d'un conducteur stationnaire, soit faire tourner le conducteur à l'intérieur d'un champ magnétique stationnaire. Dans les deux cas, les lignes de champ magnétique interagissant avec le conducteur changent, induisant ainsi un courant électrique dans le conducteur.
Un alternateur utilise le concept d'un champ magnétique tournant autour d'un conducteur stationnaire, bien que cela ne sera pas abordé dans cet article.
Générateur CA : bagues collectrices et alternateurs
Comme les bagues collectrices sont des anneaux conducteurs continus, elles transmettent le courant alternatif généré dans l'armature tel quel. Comme les balais glissent continuellement sur ces anneaux, il y a peu de risque de courts-circuits ou d'étincelles entre les composants. Cela se traduit par une durée de vie plus longue des balais dans les générateurs CA par rapport aux générateurs CC.
Un alternateur est un autre type de générateur exclusivement CA, doté d'une armature stationnaire et d'un champ magnétique tournant. Puisque le courant électrique est généré dans la partie stationnaire, sa transmission au circuit externe stationnaire est plus simple et directe. Dans de tels designs, les balais subissent un usure minimale, améliorant encore la durabilité.
Générateur CC
Un générateur CC est un dispositif qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique de courant continu (CC), également connu sous le nom de dynamo. Il produit un courant continu pulsé, où la magnitude du courant peut varier mais la direction reste constante.
Le courant induit dans les conducteurs de l'armature tournante est intrinsèquement alternatif. Pour le convertir en CC, un inverseur à anneau fendu est utilisé. L'inverseur non seulement transfère le courant de l'armature tournante au circuit stationnaire, mais s'assure également que la direction du courant fourni reste constante.
Inverseur à anneau fendu dans les générateurs CC
L'inverseur à anneau fendu est constitué d'un seul conducteur en forme d'anneau divisé en deux moitiés, avec un espace isolant entre elles. Chaque moitié de l'anneau fendu est connectée à un terminal distinct de l'enroulement de l'armature, tandis que deux balais de carbone stationnaires font contact glissant avec l'inverseur tournant pour alimenter le circuit externe.
Lorsque l'armature tourne et que le courant AC induit change de direction à chaque demi-cycle, l'inverseur à anneau fendu assure que le courant fourni au circuit maintient une direction constante :
Cependant, l'espace entre les segments de l'inverseur introduit deux défis majeurs :
Ces facteurs nécessitent une maintenance régulière et le remplacement des balais dans les générateurs CC par rapport aux générateurs CA avec bagues collectrices.
