电动发电机

电动发电机（一个M-G设置）是用于将一个设备的电功率为另一种形式。电动发电机组用于转换频率、电压或功率相位。它们还可用于将电气负载与电源线隔离。大型电动发电机广泛用​​于转换工业用电，而较小的电动发电机用于将电池电转换为较高的直流电压。

而电动发电机组可以包括耦合在一起的不同电动机和发电机的机器，单个单元发电机（对于发电机-电动机）具有电机线圈和发电机线圈缠绕在单个转子; 因此，电动机和发电机都共享相同的外磁场线圈或磁体。通常，电动机线圈由轴一端的换向器驱动，而发电机线圈将输出提供给轴另一端的另一换向器。整个转子和轴组件比一对机器更小、更轻且更便宜，并且不需要暴露的驱动轴。

诸如真空管车载无线电接收机之类的低功耗消费设备并未使用昂贵，嘈杂且笨重的电动发电机。取而代之的是，他们使用了由振动器（自激继电器）和变压器组成的逆变器电路，以从车辆的6或12 V电池产生真空管所需的更高电压。

在的情况下的电力生成和大固定的电功率系统中，电动发电机由一个的电动机机械地联接到发电机（或交流发电机）。电动机依靠输入电流运行，而发电机则产生输出电流，功率在两台机器之间以机械转矩的形式流动。这提供了电气隔离，并在两个电气系统之间提供了一定程度的功率缓冲。

一种用途是消除“脏电”（功率调节）中的尖峰和变化，或者在不同的电气系统之间提供相位匹配。

另一个用途是缓冲电力系统上的极端负载。例如，托卡马克聚变设备在电网上施加非常大的峰值负载，但施加了相对较低的平均负载。在DIII-d托卡马克在通用原子时，普林斯顿大圆环（PLT）在普林斯顿等离子体物理实验室，和尼姆罗德同步加速器在卢瑟福实验室每个用过的大飞轮上的多个电动机-发电机钻机到水平的负荷施加于所述电系统：电动机侧缓慢加速大飞轮以存储能量，在融合实验中被迅速消耗掉了，因为发电机侧充当了飞轮上的制动器。

电动发电机可用于各种转换，包括：

• 交流电（AC）到直流电（DC）
• 直流转交流
• 一个电压下的DC到另一个电压下的DC。（也称为“动力马达”、“ dynamo-motor”的简称）
• 创建或平衡三线DC系统。
• 一个频率的AC到另一个谐波相关频率的AC
• 固定电压下的交流电到可变电压下的交流电
• 交流单相到交流三相

甚至在输入和输出电流基本相同的情况下使用电动发电机。在这种情况下，MG的机械惯性用于过滤输入功率中的瞬变。输出的电流可以非常干净（无噪声），并且能够克服短暂的停电和在MG设置的输入处切换瞬态的问题。例如，这可以实现从市电到柴油发电机组提供的交流电的完美切换。

电动发电机组可能包含一个大飞轮，以改善其行驶性能。但是，在此应用中必须考虑，因为如果在达到拉出扭矩之前导致关闭，则电动发电机在重新闭合时将需要大量电流。但是，重新闭合期间的浪涌电流将取决于许多因素。例如，以300安培的满载电流运行的250 kVA电动发电机在5秒后的重新闭合期间将需要1550安培的浪涌电流。本例中使用一个固定安装的飞轮尺寸导致¹ / ₂ 每秒赫兹转换速率。电动发电机是带有油浴轴承的立式两轴承机械。

在需要严密控制电磁辐射的设施中，或需要与瞬态浪涌电压高度隔离的设施中，电动机和发电机可通过不导电轴进行耦合。

出于某些目的，电动发电机组已被半导体设备取代。过去，MG设备的一种流行用途是在电梯中。由于需要精确控制卷扬机的速度，因此将频率更改为大功率交流电机是不切实际的，这意味着将带有MG的卷扬机与直流卷扬机一起使用是一种接近行业标准的解决方案。现代交流变频驱动器和兼容的电动机已经越来越多地取代了传统的MG驱动的电梯设备，因为交流驱动器的效率通常比直流供电的机械高50％或更多。

MG装置的另一用途是在英国铁路的南部地区。它们用于将来自第三轨的600 V DC-850 V DC线路电源电压转换为70 V DC，以为使用中的EMU库存的控制器供电。此后，这些已被新型机车车辆上的固态转换器所取代。

同样，在PCC街车中使用了MG组，以从600VDC牵引电源产生36VDC输出。低压输出为电车的电池充电，并为控制和辅助设备（包括前灯、锣铃、门电机和电磁履带制动器）提供电流。

另一方面，在需要谐波消除，频率转换或线路隔离的工业环境中，MG设备仍然是一种流行的解决方案。电动发电机的一个有用的特征是，它们可以处理较大的短期过载优于相同的平均额定载荷的半导体器件。考虑到大型半导体逆变器的受热电流限制的组件是固态开关，其质量为几克，其散热片的热时间常数可能超过100 ms，而MG的受热电流限制的组件为铜绕组称重数百公斤，这些公斤本质上与它们自身的大热量有关。它们还具有固有的优异抗性静电放电（ESD）。