单相发电机

单相发电机（也称为单相交流发电机）是一个交变电流 的电发生器，其产生一个单一的，连续的交替电压。单相发电机可用于在单相电力系统中发电。但是，多相发电机通常用于在三相配电系统中输送功率，并且电流会在单相负载附近转换为单相。因此，当驱动的负载相对较轻且未连接到三相配电设备（例如便携式设备）时，最常使用的应用是单相发电机发动机发电机。较大的单相发电机也用于特殊应用，如单相牵引功率对电气化铁路系统。

人们熟悉的单相发电机通常很小。该应用程序用于主电源中断的情况下的备用发电机，以及在建筑工地上的临时电源。

另一个应用是在小型风力技术中。尽管大多数风力涡轮机使用三相发电机，但在某些小型风力发电机型号中，额定功率输出高达55 kW的单相发电机也可以使用。单相模型可用于垂直轴风力涡轮机（VAWT）和水平轴风力涡轮机（HAWT）。

在发电的早期，发电厂的发电机是单相交流电或直流电。1895年，当xxx座大型多相发电厂亚当斯水力发电厂成功实施了更高效的多相发电机后，电力行业的方向发生了变化。较新的发电站开始采用多相系统。1900年代，许多铁路开始电气化。在此期间，单相交流系统已广泛用于其牵引电力网络除了直流系统。这些单相牵引网络的早期发电机是单相发电机。即使在一些现代火车中引入了更新的三相电动机，用于牵引网络的单相传动装置仍然可以使用，并且在当今的许多铁路中仍在使用。但是，随着时间的推移，许多牵引发电站已更换了发电机，以使用三相发电机并转换为单相进行传输。

在水电的早期发展中，单相发电机在证明交流电的益处方面发挥了重要作用。1891年，在艾姆斯水力发电厂安装了3000伏，133 Hz的100马力单相发电机，该发电机与佩尔顿水轮带式连接。动力通过4.2公里（2.6英里）的电缆传输，为工厂的同一台电动机供电。该工厂是xxx家为工业应用产生交流电的工厂，这是交流输电效率的证明。这是一个先例，为更大更大的植物，如爱德华·迪恩·亚当斯电厂在尼亚加拉大瀑布。但是，较大的工厂使用多相发电机运行，以提高效率。这就使单相水力发电的应用留给了诸如轻负载之类的特殊情况。

1902年在圣路易斯市政发电厂实施了在特殊情况下使用单相的示例。一台20 kW的单相发电机直接连接到Pelton水轮，以产生足以为轻负载供电的电力。这是管道内水力发电从公共供水 管道中的水流中捕获能量的早期演示。在这种情况下，供水总管的能量不是由重力产生的，而是将水由一台较大的蒸汽机在抽水站抽水，以向客户供水。决定由更大的发动机泵水，然后从水流中吸收一些能量，然后使用水车为较小的发电机供电，这是基于成本的决定。当时，对于20 kW系统，蒸汽机效率不高且成本效益不高。因此，他们安装了蒸汽水泵，以具有足够的能量来维持客户的水压并同时驱动一台小型发电机。

如今，单相水力发电的主要用途是为铁路的牵引网络供电。许多铁路电气传输网络，尤其是德国的铁路，都依赖单相发电和传输，目前仍在使用。一个值得注意的电站是Walchensee水电站在巴伐利亚。该站从高架的瓦尔兴湖（Walchensee）取水，驱动八台涡轮机，驱动发电机。其中的四个是为电网供电的三相发电机。其他四台是单相发电机，它们与Pelton涡轮机相连，这些涡轮机的总容量为52 MW，可为德国15 kV AC铁路电气化供电。