Generator

�Generator� har flere betydninger.

Vannkraftdrevet vekselstr�ms-generatorer i �ol�ten, Murghab, det st�rste vannkraftverket i det russiske keiserd�mmet i 1909. Her er generatorene de store sirkelformede konstruksjonene med den mindre magnetiseringsmaskinen til h�yre p� samme aksel.

Foto: Sergej Prokudin-Gorskij

En moderne generator i et amerikansk dampkraftverk.

Foto: U.S. Nuclear Regulatory Commission

Symbolet for en ideell sinusformet spenningkilde (generator). Den produserer konstant spenning og kan belastes med uendelig stor str�m, samt er uten indre impedans (motstand)

En generator er en maskin som omdanner mekanisk energi til elektrisk energi ved elektromagnetisk induksjon for anvendelse i en ekstern elektrisk krets. Kilden til mekanisk energi kan variere fra en pedaldrevet sykkel til en dampturbin i et kraftverk. I et moderne elektrisk kraftsystem kommer nesten all energi fra synkrongeneratorer som leverer trefase vekselspenning. Den omvendte omforming av elektrisk energi til mekanisk energi skjer i en elektrisk motor, og motorer og generatorer har sv�rt mange likhetstrekk. Flere typer roterende elektriske maskiner kan drives b�de som motor og generator, uten at de har noen konstruksjonsmessige forskjeller. I akademiske sammenhenger snakker en derfor ofte heller om elektriske maskiner enn om generatorer og motorer.

Veien frem til brukbar elektrisk generator startet i 1831 med Michael Faradays oppdagelse av induksjon og hans oppfinnelse av en meget enkel generator. Det skulle ta mange �r med utallige fors�k og oppfinnelser f�r en brukbar elektrisk generator ble utviklet. Motivasjonen var de store kostnadene og praktiske vansker med � forsyne elektriske motorer med str�m fra batterier. Det virkelig store gjennombruddet for elektrisk energioverf�ring skjedde med utviklingen av vekselstr�msgeneratoren og trefase overf�ringsnett. En sentral person i utviklingen var Mikhail Dolivo-Dobrovolskij, som var sjefingeni�r hos Allgemeine Elektricit�ts-Gesellschaft (AEG). Han bygget videre p� oppfinnelsene til Nikola Tesla og Galileo Ferraris' tofase generatorer, som han forbedret betraktelig. Helt uavhengig fant svensken Jonas Wenstr�m ogs� opp trefasesystemet som han offentliggjorde noe senere.

Fra slutten av 1800-tallet og frem til i dag er kraftforsyningen bygget ut i stadig st�rre skala med generatorer for trefase vekselspenning som grunnprinsipp. Store generatorer som brukes i kraftverk er praktisk talt alltid synkrongeneratorer. Navnet henspiller p� at det er et helt bestemt forhold mellom maskinens omdreiningstall og frekvensen av den sinusformede spenningen disse produserer. Med sinusformet spenning kan str�mmen enkelt gis sv�rt h�ye spenninger ved hjelp av transformatorer, dette er n�dvendig i lange kraftledninger. I mottagersiden transformeres spenningen s� ned til passende forbrukerspenning. Generatorer kan variere i ytelse fra noen f� watt (W) i h�ndholde batteril�se apparater, til mange hundre megawatt (MW). Verdens til n� (2015) st�rste generatorer blir satt i drift i et kjernekraftverk i Kina, disse har en ytelse p� 1750 MW hver.

Terminologi

Animasjon som viser prinsippet for en likestr�msgenerator, tidligere kalt dynamo. Spenningen i rotoren skifter retning, men kommutatoren p� akslingen s�rger for � snu polariteten slik at maskinen leverer likestr�m.

Animasjon som viser prinsippet for en vekselstr�m synkrongenerator. Spenningen i rotoren skifter retning to ganger for hver omdreining. Sleperingene p� akslingen overf�rer vekselspenning til den ytre kretsen. P� moderne generatorer er som regel rotorviklingene tilknyttet en likespenningskilde, mens viklinger i stator leverer energien til den ytre kretsen. Dermed unng�s overf�ring av store str�mmer over sleperinger og b�rster.

Ordet generator kommer fra latin og er partisipp av genero, som betyr avle eller far. Med en generator menes en maskin som omgj�r mekanisk energi til elektrisitet ved hjelp av induksjon.

Generatorer kan grupperes i to hovedkategorier:

• Likestr�msgenerator som genererer likestr�m. Begrepet dynamo brukes til en viss grad om likestr�msgeneratoren, spesielt i dagligtale. I likestr�msgeneratoren dannes vekselstr�m i rotor, men kommutatoren, som er en type mekanisk likeretter, s�rger for at maskinen allikevel leverer likestr�m med noe varierende spenning. Se illustrasjonen til h�yre
• Generator som genererer vekselstr�m. Generatorer i kraftforsyningen leverer alltid trefase vekselstr�m. Ved bruk av transformatorer kan spenningen enkelt heves og store energimengder overf�res over store avstander med lite tap. Se illustrasjonen til h�yre som viser en sv�rt forenklet synkronmaskin. Legg merke til at denne har s�kalte sleperinger tilknyttet rotorviklingen, mens likestr�msgeneratoren over har kommutator.

Bruken av ordene generator og dynamo er noe udefinert. De fleste tenderer til � bruke dynamo om likestr�msgenerator og generator om vekselstr�mgenerator.

Mekanisk best�r en generator av hovedkomponentene:

• Rotor som er den roterende del av en generator og som er direkte tilknyttet akselen
• Statoren er den stasjon�re del av en generator
• Akslingen som b�rer rotor og sleperinger eller kommutator. Denne tilknyttes turbin eller en annen maskin som drar den rundt
• Sleperinger eller kommutator

Elektriske hoveddeler:

• Ankeret er en betegnelse p� arbeidsviklingene i generatoren. Det er disse som f�rer hovedstr�mmen som leveres til den ytre kretsen. I likestr�msgeneratorer ligger arbeidsviklingene p� rotor mens de ligger p� stator i vekselstr�mgeneratorer
• Feltet er det magnetiske feltet i en elektrisk maskin. Felt dannes med elektromagneter eller permanentmagneter
• Magnetiseringsutrustningen s�rger for elektrisk str�m til feltet dersom det dannes av elektromagneter. Magnetiseringen kan skje ved:

• Egenmagnetisering der maskinen selv skaffer str�m for form�let
• Fremmedmagnetisering der en egen utrusting, uavhengig av generatoren, s�rger for str�m til feltet. Dette kan v�re fra batterier eller fra en egen mindre likestr�msmaskin.

Historisk utvikling

F�r oppdagelsen av sammenhengen mellom elektrisitet og magnetisme ble elektrostatiske generatorer anvendt. Slike generatorer utnytter statisk elektrisitet og genererer sv�rt h�y spenning, men liten str�m. En slik type generator er Van de Graaff-generator. Gjennom � flytte elektrisk ladede belter og plater bygges det opp et stadig �kende elektrisk potensial p� en elektrode, enten ved hjelp av Elektrostatisk induksjon eller triboelektrisk effekt. Lav effektivitet og utfordringer med elektrisk isolasjon som kreves ved høye spenninger, medførte at slike generatorer aldri ble tatt i bruk for kommersiell elektrisitetsproduksjon. I dag er ordet generator forbeholdt elektrisk energiproduksjon basert på elektromagnetisk induksjon.

Teoretisk utvikling

Utdypende artikkel: Elektromagnetisme

Faradays skivegenerator regnes for å være den første elektromagnetiske generator. En hesteskoformet magnet (A) opprettet et magnetfelt gjennom platen (D). Når platen roterer induseres en elektrisk strøm radielt utover fra midten mot periferien. Strømmet går ut gjennom den glidende fjærkontakten (m), gjennom den eksterne kretsen og tilbake til midten av skiven gjennom akselen.

Funksjonsprinsippet for den elektromagnetiske generatoren ble oppdaget i 1831 av den britiske fysikeren Michael Faraday og også uavhengig av amerikaneren Joseph Henry. Prinsippet som senere er kjent som Faradays lov, sier at en elektromotorisk spenning (EMS, eller elektromotorisk kraft, EMK) induseres i en elektrisk leder omsluttet av et varierende magnetfelt. Mer spesifikt at den elektromotoriske spenningen ${\mathcal {E}}$ er proporsjonal med den tidsderiverte magnetiske flukstettheten:

${\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{B}} \over dt},\$

der

• ${\mathcal {E}}$ er den elektromotoriske kraft (EMK)
• Φ_B er den magnetiske fluksen,

og minustegnet kanskje forklares best av Lenz' lov:

Retningen av den induserte spenningen er slik at den vil motvirke sin årsak.

Denne indre spenningen driver den elektriske strømmen i en tilknyttet elektrisk krets.

Faraday laget i 1831 en enkel elektromagnetisk generator kjent som Faradays skivegenerator, eller homopolar generator. Denne besto av en kobberskive på en aksling, slik at den kunne rotere mellom armene til en hesteskomagnet (se figuren). Det oppsto da en likespenning mellom senter og periferi av platen som kunne drive en liten strøm i en ekstern krets.

De første eksperimenter med generatorer

En av de aller første generatorer bygget av franskmannen Hippolyte Pixii i 1832. Pixii var instrumentmaker for André-Marie Ampère og Claude Pouillet på 1820-tallet. Først laget han en maskin som ga vekselspenning. Senere utviklet han en enkel kommutator slik at det ble generert likespenning. Denne tegningen viser den siste versjonen, men vekselspenningsutgaven kan ha sett meget lik ut.

Det var ikke stort praktisk behov for en generator på tiden Faraday oppdaget loven om induksjon. Dette forandret seg med inntoget av teknologier som telegraf og lysbuelamper. Disse ble først drevet av batterier, men dette var kostbart, og i 1860- og 1870-årene ble det en fornyet interesse for generatoren.

Prinsippet for en kommutator og tilknytningen til ankerviklingene vist skjematisk. Alle delene unntatt kullbørstene markert S og M roterer. Diagrammet under viser spenningen som kan hentes ut. Tegningen viser også rotorviklinger utformet som en Grammes ring som kom mange år etter Hippolyte Pixii første kommutator.

Det aller første roterende apparatet drevet av elektromagnetisme ble bygget av engelskmannen Peter Barlow i 1822. Dette er kjent som Barlows hjul. I juli 1832 laget den franske instrumentmakeren Hippolyte Pixii det første apparatet som genererte vekselspenning ved induksjon ved hjelp av roterende permanentmagneter. Apparatet ble presentert offentlig i september 1832 på et møte i Det franske vitenskapsakademiet (fransk: Académie des Sciences), og allerede i juli ble oppfinnelsen omtalt i Annales de Chimie. Etter ideer fra André-Marie Ampère utviklet han samme år en komponent som snudde strømmens retning for hver halve omdreining rotoren gjorde. Dermed leverte apparatet ut likespenning. Komponenten som snudde spenningen er kjent som kommutatoren. Imidlertid er det engelskmannen William Ritchie som er kjent som oppfinneren av kommutatoren. Ritchie hevdet å ha funnet opp kommutatoren den samme sommeren som Pixii.

I den aller første tiden med eksperimentering med elektriske maskiner ble det skilt strengt mellom såkalte «magnetelektriske-» og «elektromagnetiske-maskiner», i betydningen henholdsvis generatorer og motorer. Den russisk-tyske fysikeren Emil Lenz viste imidlertid i en artikkel publisert i Annalen der Physik i 1834 at fenomenene «magnetelektrisitet» og «elektromagnetisme» var to sider av samme sak. Han formulerte «loven om gjensidighet mellom magnetelektrisitet og elektromagnetisme». Dette innebar at en elektrisk motor må kunne fungere som generator, og omvendt. I løpet av noen år ble dette akseptert, særlig etter 1838 da det ble rapportert om flere tilfeller der det eksperimentelt ble vist at fenomenet kan gå motsatte veier. Lenz rapporterte selv i 1838 i Annalen der Physik at han hadde lyktes med å få en Pixii-generator til å virke som motor.

Elektrisk motor som motivasjon for å lage en generator

Fra midten av 1800-tallet ble det gjort svært mange forsøk på å forbedre elektriske motorer og generatorer. Det ble gjort forsøk med både roterende maskiner, og innretninger der en stang ble satt til å beveges frem og tilbake omtrent som stemplet i en dampmaskin. (I dag omtalt som en lineærgenerator.) Den tyske-jødiske ingeniøren og fysikeren Moritz Hermann von Jacobi holdes for å være den første til å lage en praktisk anvendbar elektrisk motor. Han rapporterte til Annalen der Physik i mai 1834 at han hadde konstruert en elektrisk motor som kunne løfte en vekt på 10–12 pund opp med en fart av én fot i sekundet. Dette tilsvarer en effekt på 15 W.

I desember 1833 ble den amerikanske smeden Thomas Davenport den første som laget en elektrisk motor i USA. Hans maskin kunne yte 4,5 W, men hverken han eller andre oppfinnere på denne tiden, greide å lage en maskin med en ytelse som gjorde den praktisk anvendbar. Det store spranget kom i 1838, da Jacobi lyktes med å lage en motor som utviklet hele 300 W. For å demonstrere dens praktiske anvendelse satt han motoren i en båt og transporterte 14 personer over elven Neva i St. Petersburg. Denne b�tturen fant sted den 13. september 1838, b�ten kj�rte 7,5 km og holdt en fart p� 2,5 km/h. I b�ten var det sink-batterier som til sammen veide 200 kg. I �rene fra 1837 til 1866 ble det tatt ut hele 100 patenter p� elektriske motorer bare i England. I hele verden ble det tatt ut tusenvis av patenter. Det skulle vise seg � ta lang tid f�r noen overgikk Jacobi n�r det gjaldt ytelsen for en elektrisk maskin.

Det skjedde stadige forbedringer av elektriske motorer, men det var et fundamentalt problem med disse; den h�ye vekten og kostnadene for batteriene. Dette ble ogs� motivasjonen for � lage en funksjonell generator som kunne forsyne motorer med elektrisitet. I 1850 skrev R. Hunt i British Philosophical Magazine at en elektrisk motor, selv under de beste forhold, er 25 ganger mer kostbar enn en dampmaskin for � gj�re det samme arbeidet. I 1841 utlovet Det tyske forbund en pris p� 100 000 gulden til den som konstruerte en elektrisk motor som kunne gi billigere energi enn en hest, en dampmaskin eller et menneske. Det viste seg umulig � f� til noe slikt uten at en vellykket generator ble konstruert.

Likestr�msgeneratorer

Siemens dynamo

Liten generator av typen som Werner von Siemens utviklet, den s�kalte dobbelt-T-maskinen.

I 1856 klarte den tyske ingeni�ren og industrimannen Werner von Siemens � utvikle en generator som ga en viss effekt. Denne var basert p� permanentmagneter og ble kalt dobbelt-T-maskinen. Maskinen ble ogs� kalt sylinder-induktoren p� grunn av rotorens sylinderform. De f�rste utgavene av denne ble anvendt innenfor telegrafi og ble sveivet rundt for h�nd. Lignende maskiner er senere brukt ogs� i magneto-telefoner og felttelefoner.

Maskinen har en hesteskoformet permanentmagnet som gir et statisk felt gjennom rotor. Gapet i hesteskoen har en sylinderformet utforming som delvis omslutter rotor. Siemens gjorde en annen viktig konstruksjonsforbedring: Viklingen i rotoren ble lagt i flere spor i rotorens omfang. Dette er en av flere konstruksjonsmessige forbedringer frem mot en generator med mindre pulsering i spenningen.

I slutten av 1866 offentliggjorde Siemens sin oppfinnelse av en ny type generator uten permanentmagneter for � danne felten, men elektromagneter. Alts� spoler eller viklinger med mange t�rn som dannet et kraftig magnetfelt. Str�mmen til � drive elektromagnetene ble hentet fra maskinen selv. Prinsippet gikk ut p� � starte generatoren med str�m fra et galvanisk-batteri, som bygget opp feltet. Etter hvert som arbeidsviklingene bygget opp en stadig sterkere spenning, ble ogs� feltet sterkere og batteriet kunne frakobles. Feltet �kte i styrke inntil jernet gikk i metning, alts� ikke kan f�re et st�rre magnetfelt.^{[trenger referanse]} Siemens kalte sin generator for en dynamo-elektrisk maskin for � understreke at den skaffer sin egen magnetisering uten permanentmagneter. Med denne oppfinnelsen f�s sterke magnetfelt, dessuten unng�s problemet med at permanentmagnetene mister sin magnetisme over tid. Denne maskinen regnes for � v�re den f�rste vellykkede likestr�msgenerator. Det skulle imidlertid vise seg at den engelske oppfinneren Charles Wheatstone i februar 1867 hadde gjort den samme oppfinnelsen uavhengig av Siemens.

Grammes ankerring

Grammes ringanker med viklingene (B) som har forbindelse ut til kommutatoren via kobberlederne (R).

Stillisert tegning som forklarer prinsippet for Grammes ringanker.

En stor ulempe med Siemens generator var at den produserte en pulserende spenning. I 1871 kom den belgiske ingeni�ren Z�nobe Th�ophil Gramme med en dynamo uten denne pulseringen. Grammes dynamo hadde en rotor som ble kalt Grammes ankerring, med viklinger som var sammenkoblet som bildet til h�yre �verst viser. Rett nedenfor til h�yre er prinsippet vist som en torus (ring) med vinklinger rundt. Fra hver viklingspole var det forbindelse til segmenter p� kommutatoren. Det ble indusert like mye spenning i den �verst halvdel av ringen som i den nederste, og b�rstene hentet ut str�mmen ved -B og +B. Hadde det ikke v�rt for at b�rstene var plassert der ville den induserte str�mmen blitt null. Dynamoen til Gramme gikk med en hastighet p� 800-1000 o/min og ga en str�m med mindre pulsering (rippel). �rsaken er fordeler som oppn�s med s�kalte distribuerte viklinger, noe som blir omtalt lenger ned i artikkelen.

Endelig en funksjonell likestr�msgenerator

Siemens & Halskes dynamo fra 1883 med trommelrotor med viklinger i pereferien.

Friedrich von Hefner-Alteneck som var sjefingeni�r for Siemens fant i 1872 opp en rotor til dynamoen med sylindrisk form. Denne hadde i tillegg viklinger som ble lagt i en rekke spor i rotorens periferi og parallelt med akselen. Dette var en forbedring av Grammes oppfinnelse, fordi denne ikke har en stor del av viklingene p� innersiden der det uansett ikke ble indusert noe spenning. i tillegg er det produksjonsmessig enklere enn � vikle Grammes toroid.

Franskmannen Auguste Pellerin foreslo at st�lkonstruksjonene i en elektrisk maskin burde v�re av laminerte st�lplater istedenfor massivt st�l og at de ble elektrisk isolert fra hverandre. Hensikten med dette var � unng� virvelstr�mmer. Med disse siste oppfinnelsene greide en endelig � f� gode dynamoer og tilh�rende motorer.

Dynamoens videre anvendelse

Selv om ogs� generatorer som produserte vekselspenning kom i bruk fra rundt 1870, hadde likespenning st�rst utbredelse. Vekselspenning var et godt alternativ for lysbuelamper som ble mer og mer vanlig for gatebelysning, men p� denne tiden var det ikke oppfunnet noen motorer som fungerte tilfredsstillende for vekselspenning. En av de aller tidligste kraftstasjoner var Pearl Street Station i New York som Thomas Edison stod bak og ble satt i drift i 1882. Denne hadde kun dynamoer for likespenning. Ulempen med likespenning var at s�rlig h�ye spenningsniv�er ikke var teknisk mulig p� grunn av blant annet begrensningene i kommutatoren. Avstanden fra dynamo til forbrukeren kunne derfor ikke v�re stor. Mange oppfinnere skj�nte at vekselspenning ikke ville ha de samme begrensningene. Med introduksjonen av transformatorer kunne spenningen og dermed avstanden �kes betydelig. Utfordringen var � utvikle en anvendbar motor for vekselspenning.

Inntil praktisk bruk av vekselspenning ble demonstrert i 1891 var dynamoer som leverte likespenning ener�dende. I 1901 var det 18 av totalt 22 kraftverk i Norge som produserte likespenning. Dynamoer i kraftsystemer for likespenning er i dag uvanlig, men likestr�msmaskiner har allikevel v�rt mye brukt i forbindelse med motordrifter helt opp til i dag. Spesielt i forbindelse med regulering av turtallet har kraftsystemer for likespenning v�rt sv�rt utbredt. Med introduksjon av kraftelektronikk og frekvensomformere, ble likestr�m etter hver ogs� uvanlig i st�rre motordrifter. Likestr�msmotorer finnes imidlertid i mange mindre husholdningsapparater og i h�ndverkt�y, og blir omtalt som universalmotorer eller vekselstr�ms kommutatormotorer. Disse drives da med vekselspenning. Ogs� i lokomotiver har disse motorene hatt stor utbredelse.

Vekselstr�msgenerator

Utdypende artikkel: Synkronmaskin

Gjennom en rekke oppdagelser ble dynamoen etterfulgt av mange forbedrede oppfinnelser, s�rlig vekselstr�msgeneratoren, som genererer vekselstr�m. Vekselstr�msystemer var kjent i enkle former helt fra Michael Faradays opprinnelige oppdagelse av magnetisk induksjon av elektrisk spenning.

Eksperimenter med vekselspenning med to og tre faser

Animasjon som viser generering av trefaset vekselspenning p� en sv�rt forenklet m�te. Terminalene L1, L2 og L3 er tilknyttingspunktene for den eksterne kretsen. Viklingene er koblet i stjerne (ogs� kalt Y-kobling) der fellespunktet som er merket �Nul� kalles n�ytralpunkt (ogs� sterne eller N-punkt).

Den italienske professoren Galileo Ferraris klarte � bygge en liten asynkronmotor basert p� to faser i 1885. Fasene her er to spenninger med en faseforskyvning p� 90 grader. En oppn�r dermed et roterende felt, noe som er gunstig for � f� en vekselstr�msmotor til � starte. Ferraris antok at en slik maskin aldri kunne oppn� en st�rre virkningsgrad enn 50 %. Det skulle vise seg � v�re helt feil, men Ferraris mistet interessen for videreutvikling av sitt prinsipp. Den kroatisk-amerikanske ingeni�ren og oppfinneren Nikola Tesla drev p� samme tid fors�k med en tofasemotor, overf�ringslinje og generator. Hans konsept gjorde bruk av fire ledere for overf�ring mellom generator og motor. Oppfinneren og industrimannen George Westinghouse ble oppmerksom p� Teslas store fremskritt innenfor forskning med elektrisitet og kj�pte alle hans 40 patenter for 1 million USD. Tesla ble konsulent for Westinghouses selskap og gjorde videre fors�k med sitt konsept. Han hadde stor tro p� tofasede og enfasede vekselspenningsmotorer, men mislyktes i � f� noen motor til � fungere s�rlig godt. I 1889 forlot han Westinghouse skuffet over at ingen av hans fors�k hadde n�dd frem.

Den som f�rst konstruerte en funksjonell trefaset vekselstr�msmotor var den tyske ingeni�ren Friedrich August Haselwander. Han fant opp en trefaset synkronmaskin med utpregede poler i juli 1887, men det tyske postvesenet forb�d bruken av maskinen p� grunn av frykt for forstyrrelser p� telegraflinjene. Haselwander mislyktes ogs� med � f� godkjent patentet. Amerikaneren Charles Schenk Bradley hadde p� samme tid ogs� eksperimentert med flerfasegeneratorer og vekselstr�msystemer for to og tre faser. Han fikk patent p� flere oppfinnelser, blant annet en asynkronmaskin, men han gikk ikke videre med praktiske fors�k for anvendelser. I USA fikk likestr�msystemer stadig st�rre utbredelse, mens det var i Europa at videre forskning p� vekselstr�msystemer fant sted.

Trefasesystemet

Tesla var den f�rste til � jobbe intensivt med problemet med elektrisk kraftoverf�ring via et flerfaset vekselstr�msystem, han var den f�rste til � finne grunnlaget for en slik overf�ring, og var den f�rste til � presentere prinsippene for en flerfaset induksjonsmotor.

Bradley s�ker det f�rste patentet p� en to-fase str�moverf�ringssystem med synkronmaskiner og fire elektriske ledninger. Han fikk ogs� det f�rste patentet for en tre-fase induksjonsmotor med en helt kortsluttet rotor (kortslutningsrotor).

Haselwander var den f�rste til � konstruere et trefase overf�ringssystem med synkronmaskiner og tre faseledere. Han bygde det f�rste anlegget av denne typen, og var den f�rste til � ta det i praktisk bruk.

Dolivo-Dobrowolsky bygde den f�rste enkle, praktisk nyttige trefase induksjonsmotoren med kortslutningsrotor. I brede vitenskapelige foredrag og essays, forklarte han naturen og kjennetegnene ved dagens trefase system og trefase motorer... og to �r etter bygde han sin f�rste 1/10 hk induksjonsmotor, s� satte han en 100 hk trefase motor i normal drift... Dolivo-Dobrowolsky m� derfor ses p� som pioneren innen innf�ringen dagens trefase system.

Wenstr�m er en som tydelig erkjenner problemet, skaper teknisk solide og godt gjennomtenkte l�sninger for hele programmet, men hans l�sninger vises frem ett til to �r for sent i konkurransen.

Franz Hillebrand p� vegne av VDE vitenskapskomit� i 1959

I 1889 begynte AEGs sjefingeni�r, sveitsisk-russeren Mikhail Dolivo-Dobrovolskij, med fors�k der han kombinerte Teslas og Ferraris oppfinnelser som han forbedret betraktelig. Han fant opp en trefaset asynkronmotor i begynnelsen av 1889, og gjorde store fremskritt med denne. Asynkronmaskinen er i dag trolig den mest brukte motor i verden for litt st�rre effekter og i en viss utstrekning som generator i sm� kraftstasjoner. Dolivo-Dobrowolsky var ogs� den f�rste til � finne ut at vinklingene i en trefase-motor eller -generator kan kobles i stjerne eller trekant. Han fant videre ut at et trefasesystem ikke beh�vde mer enn tre ledere for overf�ring av elektrisk energi. Med tre faser blir det roterende feltet jevnere og overf�rt effekt kan �kes med en faktor p� 1,73 med bare �n leder mer enn i et enfasesystem. I august 1889 tok han ut patent p� en transformator med tre ben (kjernetransformator), alts� en trefasetransformator.

Samtidig som Dolivo-Dobrowolsky gjorde store fremskritt med sitt trefasesystem, kom den svenske ingeni�ren Jonas Wenstr�m i april 1889 opp med et patent p� et trefasesystem. Wenstr�m bygde i 1893 en 13 km lang trefaset kraftlinje i Sverige. Sannsynligvis visste Wenstr�m ikke noe om at trefasesystemer ble utforsket andre steder i verden.

Den internasjonale elektrotekniske utstilling i Frankfurt am Main

Generatoren i kraftstasjonen ved Lauffen am Neckar som leverte vekselstr�m til Den internasjonale elektrotekniske utstillingen i 1891 i Frankfurt am Main.

Dolivo-Dobrowolsky samarbeidet med Maschinenfabrik Oerlikon og AEG om � bygge en trefase kraftlinje fra et kraftverk i Laufen til Frankfurt am Main i Tyskland i 1891. Denne kraftlinjen var 175 km lang og med en spenning p� 25 kV. Den hadde en overf�ringskapasitet p� 220 kW

Kraftlinjen ble i brukt til � demonstrere trefasesystemets fordeler p� Den internasjonale elektrotekniske utstillingen i 1891 i Frankfurt am Main (International Electro-Technical Exhibition). Energien fra kraftstasjonen ble brukt til � drive en pumpe som skaffet vann til et kunstig fossefall p� utstillingen. Med denne demonstrasjonen skj�nte alle tilstedev�rende ingeni�rer og industriherrer at vekselstr�m hadde store fordeler, spesielt n�r det gjaldt � overf�re elektrisitet over sv�rt lange avstander. Etter dette startet b�de Siemens, General Electric og Westinghouse et intensivt arbeid for � bygge best mulige generatorer og andre maskiner for vekselstr�m. Tesla kom tilbake til firmaet til Westinghouse og sammen bygde de den f�rste kraftlinjen i USA for trefaset vekselspenning fra Niagarafallene til Buffalo i delstaten New York. Denne kraftlinjen stod ferdig i slutten av 1896.

Konstruksjon og virkem�te for moderne generatorer

Likestr�msgeneratorer

En dynamo best�ende av: Hjul for reimdrift (A), feltpoler i stator (B), rotorviklinger (C), kullb�rster (D) og kommutator (E).

N�rbilde av en liten masse-
produsert rotor der kommutatoren er trommelen foran til venstre. Denne har kobberlameller (eller segmenter) som er elektrisk isolert fra hverandre. Hver lamell har forbindelse til rotorens viklinger slik som Gramme var den f�rste til � konstruere. B�rster av kull ligger inn mot kommutatoren og danner forbindelsen til den eksterne elektriske kretsen.

En likestr�msgenerator best�r av en stator, rotor med aksling, viklinger og kommutator. Statoren er sirkelformet og i dens indre omkrets er polene plassert. Disse danner magnetfeltet mellom seg, med enten bare et par med nord og s�rpol som st�r overfor hverandre, eller flere par. Med flere par st�r disse vekselvis med forskjellig polaritet rundt omfanget av statoren. Statorens poler magnetiseres av likestr�m i viklinger i form av spoler (solenoider) med mange t�rn. Polene p� stator stikker frem fra selve statorringen for � gi plass til feltviklingene. En kaller slike for utpregede poler. Rotoren er plassert i statorens senter og har viklinger rundt omfanget. Rotorens viklinger ligger i spor i overflaten av dens omfang og er tilknyttet kommutatoren. Bilde til h�yre viser en liten rotor for en likestr�msmaskin. Her ser en tydelig at kommutatoren er sammensatt av lameller som hver har kontakt med viklingene. Lamellene er elektrisk isolert fra hverandre. B�rstene har kontakt med lamellene og bringer str�mmen ut til den eksterne kretsen. Det dannes vekselspenning i rotorviklingene og kommutatorens oppgave er � virke som en mekanisk likeretter. Viklingene i rotor kalles ogs� ankerviklinger. B�de statoren og rotoren er konstruert av laminerte blikkplater av bl�t st�l. Spenningen fra en likestr�msgenerator blir ikke helt konstant, men med distribuerte viklinger og mange komutatorsegmenter per per pol kan spenningen bli meget jevn. (Uten rippel eller b�lger.)

Vinklingene i statoren f�r sin str�m fra ankeret, og kan i prinsippet v�re koblet i serie eller parallell med ankeret. Det siste kalles shuntvikling og er mest brukt. Grunnen til at koblingen brukes mest er at spenningen som mates ut til forbrukerne (den eksterne kretsen) blir konstant og i mindre grad avhengig av belastningen. Ved hjelp av en justerbar motstand, en reostat, kan str�mstyrken til feltviklingene justeres og dermed endres ogs� spenningen. Ved � holde hastigheten til generatoren konstant med en regulator tilknyttet turbinen som driver den og justere reostaten, kan spenningen holdes mer eller mindre konstant selv om belastningen varierer.

Ved oppstart av en likestr�msgenerator er en avhengig av at det er en viss magnetisme gjenv�rende fra sist den var i bruk. N�r generatoren f�rst begynner � rotere vil den gjenv�rende remanens som er i jernkjernen i feltpolene gi et magnetisk felt som generere en liten str�m i ankeret. Denne str�mmen som rotasjonen skaper g�r gjennom feltviklingene og skaper et ytterligere sterkere magnetisk felt som igjen genererer en st�rre ankerstr�m. Denne prosessen med stadig �king av magnetfelt og indusert str�m fortsetter, etter en tid gir maskien ut �nsket spenning. N�r maskinen g�r med konstant turtall og tilkobles lasten (eksternt nett) justeres spenningen med reostaten, som forklart over. Dersom som lasten varierer vil utgangsspenningen variere. For � holde klemmespenningen n�r konstant kan reostaten erstattes av en feltstr�mregulator.

I det spesielle tilfellet at en likestr�msgenerator drives med varierende turtall, som for eksempel en bildynamo, blir reguleringen av spenningen annerledes. Da brukes en regulator som endrer feltstr�mmen, slik at utgangsspenningen kan holdes n�r konstant over et stort turtalls- og lastomr�de.

Anvendelse av likestr�msgeneratoren i dag

Generatorene i Vamma kraftstasjon er synkronmaskiner. P� akslingen til hver av disse er det tilknyttet en likestr�msgenerator. Denne kalles ogs� magnetiseringsmaskin og skaffer likespenning til rotoren (polhjulet). Magnetiseringsmaskinen kan sees helt til h�yre p� det n�rmeste aggregatet.

Likestr�msgeneratoren ble raskt utkonkurrert av vekselstr�msgeneratoren p� grunn av vanskene med � overf�re likestr�m over store avstander. Likestr�msgeneratoren har likevel hatt stor utbredelse som magnetiseringsmaskin for vekselstr�ms synkrongeneratorer. Det m� til en likespenningskilde for � skape feltet i en synkrongenerator, mer om dette f�lger i avsnittet nedenfor.

Et annet sted der likestr�msgeneratoren har hatt sin utbredelse er i forbindelse med elektrisk jernbanedrift. Dette er tilfelle i for eksempel Polen og Italia. Typisk produseres likestr�mmen ved omforming av vekselspenning fra det offentlige overf�ringsnettet. En trefase vekselstr�msmotor driver likestr�msgeneratorer som mater ut til jernbanens kontaktledningsnettet. Et alternativ er � lage likespenning av vekselstr�m via likerettere. Tidliger var disse basert p� kvikks�lvlikerettere, men i dag er disse erstattet av halvlederteknologi.

En annen type omformer er trinnl�s omforming av vekselspenning til spenning med en annen frekvens. Dette kan skje ved at en trefaset motor driver en likestr�msgenerator p� samme aksling. Likestr�msgeneratoren gir str�m til en likestr�msmotor der turtallet enkelt kan justeres. Likestr�msmotorene har felles aksling med en vekselstr�msgenerator som forsyner et distribusjonsnett der variabel frekvens er �nskelig. Dette kalles en ac-dc-dc-ac-omformer, og selv om en slik installasjon enkelt kan omforme vekselspenning er den stor, kostbar og vedlikeholdsintensiv. I tillegg kommer store energitap.

Dette er noen eksempler p� bruk av likestr�msgeneratorer som har hatt stor utbredelse, men som i stor grad har blitt erstattet av halvlederteknologi. Ogs� n�r det gjelder magnetiseringsmaskiner for synkrongeneratorer har likestr�msgeneratorene blitt erstattet med halvlederteknologi. Noen av grunnen til at en ikke bruker denne typen maskiner er at spesielt kommutatoren krever mye vedlikehold. Dessuten vil kullb�rstene i forbindelse med kommutatoren for�rsake kullst�v som er elektrisk ledende, og kan gi kortslutninger i maskinen.

Synkrongeneratoren

Polhjulet til en synkrongenerator med utpregede poler. Hastigheten til denne m� v�re 1800 rpm om frekvensen til spenningen skal v�re 60 Hz, og 1500 rpm for 50 Hz. Legg merke til rotoren til magnetiseringsmaskinen p� enden av rotoren.

Vikling av en stator til en stor turbogenerator i AEG-Turbinenfabrik i Berlin i 1955. Legg merke til at viklingene utnytter hele statoromfangets omkrets, dette kalles distribuerte viklinger. Denne m�ten � vikle generatoren p� er et av flere tiltakt for at spenningen skal bli mest mulig sinusformet.

Synkrongeneratorens navn henspiller p� at frekvensen til spenningen som blir generert er proporsjonal med turtallet til rotoren. Rotoren kalles ogs� polhjulet og har elektriske viklinger som gir magnetisk felt. Rotoren forsynes via sleperinger, fra en ytre likespenningskilde. Dette kan v�re en likestr�msgenerator montert p� generatorens aksling (egenmagnetisering), eller en separat likeretter (fremmedmagnetisering) basert p� halvlederteknologi. Rotoren har enten utpregede poler eller sylindrisk rotor om hastigheten er sv�rt stor. Det siste kalles en turbogenerator og er som navnet sier vanlig n�r generatoren drives av en turbin. Rotoren setter opp et roterende magnetfelt og dette induserer spenning i statorens viklinger. Vinklingene i stator er montert i spor i dens indre omfang og er tilknyttet den ytre elektriske kretsen, se bilde til høyre. Statorens viklinger kalles også ankerviklinger. Sammenhengen mellom antall polpar på polhjulet, geometrisk plassering av ankerviklingene, samt rotasjonshastighet bestemmer spenningens frekvens, faseforskyvningen mellom spenningene og spenningens sinusform og amplitude.

Synkronmaskinen er i dag så å si enerådende som generator. I moderne kraftsystemer er hundrevis eller tusenvis av generatorer koblet sammen i parallell. Dermed blir både spenningen og frekvensen for en enkelt generators terminaler hovedsakelig bestemt av de andre maskinene i kraftsystemet. Overføringsnettet sørger for at synkronmaskiner som geografisk er adskilt med mange hundre kilometer går med samme frekvens. Alle større generatorer må allikevel ha turtallsregulering og spenningsregulator for at kraftsystemets frekvens og spenning skal være noenlunde konstant. Selv om en enkelt generator utgjør bare en svært liten del av systemets ytelse, må alle enhetene bidra med å holde frekvens og turtall konstant. Unntaket er små generatorer i mini- og mikrokraftverk, som kan gjøres enklere og billiger uten disse regulatorene.

Store kraftsystemer har fordeler ved at systemene kan ha stor pålitelighet uten at den samlet reservekapasiteten må gjøres uforholdsmessig stor. Reservekapasitet vil si enheter (kan være generatorer eller kraftledninger) som ikke er i drift (ofte kalt kald reserve) eller ikke utnyttes fullt ut (roterende reserve). Dette er gunstig for å oppnå redundans, men gir blant annet dårlig utnyttelse av investert kapital. Forskjellige energikilder kan utnyttes over et stort geografisk område, for eksempel er praktisk talt hele Nord-Amerika sammenkoblet til et stort kraftnett. Kraftstasjoner er ofte svært kompliserte og kostbare, dermed blir stordriftsfordeler attraktive å utnytte i et stort sammenhengende system der svært store kraftverk utgjør energikildene. Dermed blir også generatorene svært store (en ønsker vanligvis ikke mange generatorer i et kraftverk), slik som eksemplene i avsnittet under gir eksempler på.

Ytelse og typiske parametre for generatorer

Generator 1 og 2 i Hakavik kraftverk, Øvre Eiker. Kraftverket forsyner jernbane med enfase, 16 2/3 Hz til jernbanen.

Tidlige generatorer og tilhørende kraftsystemer hadde frekvenser på for eksempel 25, 50, 60, 125, og 133 Hz. Dette gir problemer for samkjøring og tidlig ble 60 Hz introdusert som standard i Nord-Amerika. 50 Hz ble valg i resten av verden. Det som ble sett på som akseptabel spenning i generatorer ble også stadig økt. I dag er spenningen i generatorer typisk i intervallet 11 – 35 kV. Disse er ofte direkte tilknyttet en transformator som mater ut effekt med den spenningen som er ønsket i det aktuelle nettnivået. Typisk vil generatorenes og kraftverkets ytelse bestemme tilknytning til aktuelt nettnivå.

Det som hevdes å være verdens største generatorer er to maskin på 1750 MW til Taishan 1 kraftverk i Kina. Dette er et kjernekraftverk som i 2013 fortsatt var under bygging. I slike sammenhenger brukes typisk synkronmaskiner med sylindrisk rotor. Rotasjonshastigheten er da gjerne 1500 eller 3000 rpm om frekvensen er 50 Hz. Slike store maskiner trenger effektiv kjøling og hydrogen brukes ofte som kjølemedium i et totalt lukket system. Fordelen med hydrogen er at ventilasjonstapene blir lave, samt at varmetransporten fra de varme overflatene i generatoren (konveksjon) blir mer effektiv. Når det gjelder generatorer med utpregede poler er verdens største de som er levert til De tre kløfters dam, med enheter på over 800 MW. Slike maskiner er gjerne både luft og vannkjølte.

For å gi et perspektiv på størrelsene til disse uvanlig store generatoren kan det nevnes at i Norge er langt de fleste generatorer i størrelsen 1 - 10 MW. Bare 67 enheter har en effekt over 100 MW. Typisk vil allikevel generatorene i varmekraftverk, der størsteparten av verdens elektrisitetsproduksjon kommer fra, være betydelig større enn vannkraftgeneratorer.

Spesielle typer generatorer

Unipolar generator

En unipolar generator er en elektrisk generator som omfatter en elektrisk ledende plate eller sylinder som roterer i et plan vinkelrett på et homogent statisk magnetfelt. En potensialforskjell opprettes mellom sentrum av platen og periferien (eller endene av sylinderen). Den elektriske polariteten er avhengig av rotasjonsretningen og retningen av feltet.

Det er også kjent som en unipolar generator, asyklisk generator, plate dynamo, eller Faradays plate. Denne typen generator er forklart lenger opp, og selv om de tidligere modellene var lite egnet til produksjon av store energimengder, er dagens modeller en vellykket videreutvikling. Spenningen er typisk lav, i størrelsesorden noen få volt for små demonstrasjonsmodeller, men store generatorer for forskning kan gi flere hundre volt. Det er utviklet systemer der flere generatorer seriekobles for å produsere enda større spenning. De er uvanlige ved at de kan produsere en svært stor elektrisk strøm, i noen tilfeller mer enn en million ampere. Dette på grunn av at en unipolar generator kan være laget med en meget lav indre motstand.

MHD-generator

Prinsippskisse av en MHD-generator.

Et magnetogenerator fungerer ved å utvikle elektrisk energi fra bevegelsen av varme gasser gjennom et magnetisk felt. Dette skjer uten bruk av roterende deler. MHD-generatorer ble opprinnelig utviklet fordi eksosgassen fra en plasma MHD-generator i neste trinn kan brukes til å varme opp kjelene i et dampkraftverk. Hensikten med MHD-generator var å oppnå større virkningsgrad for dampkraftverk.

Den første praktisk anvendelige konstruksjonen var Avco Mk. 25, utviklet i 1965. Den amerikanske regjeringen bidrog med en betydelig del av finansieringen for utviklingen, som resulterte i et 25 MW demonstrasjonsanlegg i 1987. I Sovjetunionen var det fra 1972 til slutten av 1980-årene et MHD-anlegg kalt U 25 som var i kommersiell drift for Moskvas kraftsystem. Denne hadde en ytelse på 25 MW, og var det største MHD-anlegget i verden på den tiden. MHD-generatorer som en del av et dampkraftverk er for tiden (2007) mindre effektive enn gassturbiner.

Asynkronmaskin

Utdypende artikkel: Asynkronmaskin

En asynkronmaskin kan anvendes både som generator og motor, selv om denne typen elektrisk maskin brukes mest i motordrifter. Når en asynkronmaskin drives som generatorer må rotoren rotere raskere enn synkron hastighet, noe som gir negativ slip. En vanlig asynkronmotor kan vanligvis brukes som en generator, uten noen modifikasjoner. Typisk anvendelse er små vannkraftverk og vindmøller. Vanligvis er slike små generatorer tilknyttet et større kraftsystem slik at frekvens og spenning holder vannturbinen eller vindmøllens hastighet tilnærmet konstant. En sier at generatoren er tilknyttet et uendelig stivt (sterkt) nett, dermed er spenningsregulator og turtallsregulator unødvendig.

Et forskningsprosjekt i 1990-årene var med en vindmølle på Titran på øya Frøya) utenfor Trøndelagskysten som forsynte noen husstander uten tilknytning til overliggende overføringsnett. Her var kraftelektroniske omformere og en såkalt dumpload (en stor resistans som reguleres) som sørget for konstant frekvens og spenning. For dager med lite vind var det også tilknyttet en dieseldrevet generator.

Enfasegenerator

Enfasegeneratorer ble tidlig tatt i bruk for elektrifisering av jernbanen med lavfrekvent vekselspenning. I dag har Sveits, Østerrike, Tyskland, Sverige og Norge elektrisk banestrømforsyning med 15 kV 16,7 Hz spenning. I Sveits, Østerrike og Tyskland er forsyning fra enfase generatorer i egne kraftverk vanlig, mens i Sverige og Norge skjer forsyningen via synkron-synkron omformere. Det vil si at en trefasemotor mates fra det offentlige overføringsnettet og driver en enfaset vekselstrømsgenerator som i sin tur forsyner kontaktledningsanlegget. Denne er montert på samme aksling som den trefasede generatoren. I Norge er det installert enfasegeneratorer for jernbanen i Hakavik kraftverk og i Kjosfoss kraftverk.

Lineær elektrisk generator

Den enkleste form for lineær elektrisk generator er en magnet som beveger seg frem og tilbake gjennom en spole av kobbertråd. En vekselstrøm blir indusert i viklingen hver gang magneten glir gjennom. Denne type generator benyttes blant annet i enkelte hånddrevne lommelykter som lades ved risting. En egen gruppe forbrenningsmotor omtales som frikolbemotorer. Her samvirker to stempler i en lineær bevegelse uten veivaksel. I kombinasjon med slike motorer er det arbeidet mye med utvikling av en mulig lineær generator. Et initiativ i Norge kom med utviklingen av Supersonic Wave Engine. Her er en lineær generator en forutsetning for konseptet. Større lineærgeneratorer blir brukt i noen konstruksjoner for bølgekraftverk.

Generatorer for variabel hastighet og konstant frekvens

Prinsippskisse som viser en dobbelmatet asynkrongenerator for en vindmølle. Allerede Dolivo-Dobrowolsky utviklet en asynkronmaskin med viklet rotor med sleperinger. Ved å mate rotoren med vekselspenning fra en frekvensomformer kan rotorens hastighet kontrolleres. Allikevel kan frekvensen for spenningen levert til kraftnettet holdes synkron.

Mange applikasjoner for fornybar energi blir drevet av vind, tidevann og bølger for å produsere elektrisitet. Disse kildene er gir en effekt som i sin natur er sterkt varierende. Dette gjør at en vanlig generator vil produsere uregulert spenning og frekvens, noe som kan bli et problem for systemstabiliteten om effektene er store, for eksempel fra en vindmøllepark.

Det har derfor blitt utviklet nye generatorkonsepter der en asynkronmaskin er dobbelmatet, det vil si at også dens rotor har viklinger som via sleperinger kan tilknyttes et eksternt nett. Ved å tilknytte rotoren til en frekvensomformer som henter effekt fra overføringsnettet kan rotorens magnetfelt kontrolleres. Dermed kan rotorens hastighet variere, mens asynkrongeneratorens terminaler som er direkte koblet til overføringsnettet gir ut synkron spenning. Det vil si at asynkrongeneratoren leverer strøm og spenning med frekvens som er konstant og lik overføringsnettets frekvens.

Noen andre vanlige bruksmåter for generatorer utenom kraftverk

Hastighetsmåling

En tachogenerator en liten generator som brukes til å måle hastigheten på roterende maskiner. Den frembringer en utgangspenning som er proporsjonal med hastigheten. Typer som gir elektriske pulser der antall pulser per tidsenhet er proporsjonalt med hastigheten, er også et brukt prinsipp.

Dieselelektriske motordrifter

Dieselelektrisk skip og lokomotiver har vært vanlig i en årrekke. I slike tilfeller er det en dieselmotor som driver en generator, denne produserer igjen strøm som driver en elektrisk motor som drar rundt propellen eller hjulene på et lokomotiv. Motoren er gjerne i dag en trefase asynkronmotor og ved hjelp av kraftelektronikk endres spenning og frekvens slik at turtallet enkelt kan styres. Dermed trenges ikke en lang aksling eller gear. En fordel er også at dieselmotoren kan gå konstant på det turtallet som gir best virkningsgrad.

Biler og sykler

Motorkjøretøy kan trenge elektrisk energi til blant annet elektrisk tenning for å holde motoren i gang, for å dra rundt startmotoren, til lysene, elektrisk servostyring, og for instrumentene. Til dette brukes en liten generator drevet av motoren til å lade bilens batteri. Tidligere brukte kjøretøyer bildynamoer med elektromekaniske regulator. Det vanligste nå er vekselstrømgenerator med halvlederlikerettere og elektronisk spenningsregulering. Disse er effektive også når motoren går på tomgang.

På elektrisk drevne kjøretøy kjøres vanligvis fremdriftsmotoren som generator for å gjenvinne elektrisk energi ved motorbremsing.

Sykler kan krever energi til å drive kjørelys og eventuelt annet utstyr. Det er to vanlige typer generator i bruk på sykler: Dynamoer som drives rundt av sykkelens dekk, eller navdynamoer som vanligvis er bygget inn som en integrert del av sykkelens forhjulsnav. Navdynamo gir noe mindre friksjonstap. Navdynamoen er alltid i drift, men gir bare belastning til syklisten mens den leverer elektrisk energi.

Nødstrømsaggregat i fly

Enkelte fly har en egen nødstrømsgenerator når all motorkraft er falt ut: en feller ut generatoren fra flykroppen med egen propell som henter energi fra fartsvinden.

Mobile aggregater

Et strømaggregat eller mobilt aggregat er en sammenstilling av en elektrisk generator og en forbrenningsmotor eller dampmaskin. Enheten har gjerne innebygd drivstofftank og er dermed en selvstendig enhet. Typen motorer som brukes er vanligvis stempelmotorer, eller en gassturbin. Det er også utviklet hybride diesel-gassenheter. Mange forskjellige versjoner av motorgeneratorer er tilgjengelige, alt fra små bærbare bensin drevne sett, til store turbininstallasjoner. Den primære fordelen med strømaggregater er elektrisitetsproduksjon uten tilknytning til et distribusjonsnett. Typisk anvendes strømaggregater som reservestrømløsninger til sykehus eller som strømforsyning på hytter.

Menneskedrevne elektriske generatorer

Menneskelige drevet generator er kommersielt tilgjengelig. Vanligvis opereres disse ved hjelp av pedalkraft og ser ut som en treningssykkel.

En gjennomsnittlig voksen person kan generere ca. 125–200 watt med en pedaldrevet generator. Bærbare radiomottakere med en sveiv finnes i handel der hensikten er å redusere batteribehovet. På midten av 1900-tallet ble pedaldrevne radioer brukt i Australias ødemark, for å gi skolegang til barna der (kalt School of the Air), samt for å gi legebehandling og dekke andre behov.

Det eksperimenteres med generatorer innlagt i sko og ellers kroppens bevegelse. Dette for å kunne lade GPS og annet utstyr når strømnett ikke er tilgjengelig.

Se også

• Elektrisitet

Litteratur

• Georg Lütken, red. (1883). «Anvendelser af Elektriciteten i den nyere Tid». Den nyeeste tids oppfindelser – En oversikt over de seneste Aars Fremskridt paa Videnskabens, Kunstens, Industriens og Handelens Omraader. Kjøbenhavn: Forlagsbureauet i Kjøbenhavn. 

• A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Jr. Og Stephen D. Umans (1992). Electric machinery (Fifth Edition in SI units utg.). McGraw-Hill Book Co. ISBN 0-07-707708-3. CS1-vedlikehold: Flere navn: forfatterliste (link)

• Prabha Kundur (1993). Power system stability and control (på engelsk). McGraw-Hill, Inc. ISBN 0-07-035958-X. 

Eksterne lenker

• (en) Electrical generators – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
• Simple generator
• Demonstrasjon av en elektrisk generator
• Kort video av en enkel generator
• En introduksjon til store generatorer i elforsyningen (engelsk)