Un alternador lineal es esencialmente un motor lineal utilizado como generador eléctrico .
Un alternador es un tipo de generador eléctrico de corriente alterna (CA). Los dispositivos suelen ser físicamente equivalentes. La principal diferencia está en cómo se utilizan y en qué dirección fluye la energía. Un alternador convierte la energía mecánica en energía eléctrica , mientras que un motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Al igual que muchos motores y generadores eléctricos, el alternador lineal funciona según el principio de inducción electromagnética . Sin embargo, la mayoría de los alternadores funcionan con movimiento rotatorio, mientras que los alternadores lineales funcionan con movimiento lineal (es decir, movimiento en línea recta).
Un alternador lineal se utiliza con mayor frecuencia para convertir el movimiento de ida y vuelta directamente en energía eléctrica. Esto elimina la necesidad de una manivela o un mecanismo articulado para convertir un movimiento alternativo en un movimiento rotatorio para accionar un generador rotatorio. [1]
El generador lineal de Mainspring Energy es un encendido por compresión de carga homogénea (HCCI, por sus siglas en inglés), una forma de combustión interna en la que el combustible y el oxidante bien mezclados (normalmente aire) se comprimen hasta el punto de autoignición. Como en otras formas de combustión, esta reacción exotérmica produce calor que se puede transformar en trabajo en un motor térmico. Es compatible con varios combustibles, incluidos el amoníaco, el biogás y el hidrógeno. El dispositivo comercial es un pistón de doble extremo que se basa en una mezcla precisa de combustible y aire y una compresión predeterminada para lograr que la carga de combustible y aire se autocombuste. Un traductor está conectado al pistón con una varilla fija al pistón, el traductor proporciona la energía para comprimir la carga homogénea de aire y combustible y luego absorbe la energía resultante de la expansión de los gases de combustión en cada extremo. A medida que el traductor se mueve hacia adelante y hacia atrás pasando por imanes permanentes que proporcionan el control de la compresión necesaria para garantizar que la ignición se produzca en el punto muerto superior o cerca de él mientras se genera electricidad. Bobinas de cobre estacionarias rodean cada traductor, formando una máquina electromagnética lineal (LEM, por sus siglas en inglés). El aire y el combustible se introducen en la cámara de reacción central. La energía almacenada en los resortes neumáticos de un ciclo anterior comprime la mezcla hasta que se produce una reacción exotérmica sin llama, también conocida como combustión [2] . La reacción empuja los convertidores hacia atrás a través de las bobinas de cobre, lo que produce electricidad. Este movimiento vuelve a comprimir los resortes neumáticos, lo que prepara el sistema para el siguiente ciclo. Los subproductos son agua, gas nitrógeno y otras sustancias. La reacción no requiere una fuente de chispa o ignición. Una máquina de 115 kW se extiende 5,5 metros y tiene aproximadamente 1 metro de diámetro. [3]
El tipo más simple de alternador lineal es la linterna accionada mecánicamente (tipo agitador) . Se trata de una linterna (Reino Unido) o linterna (Estados Unidos) que contiene una bobina y un imán permanente . Cuando el aparato se agita de un lado a otro, el imán oscila a través de la bobina e induce una corriente eléctrica . Esta corriente se utiliza para cargar un condensador , almacenando así energía para su uso posterior. El aparato puede entonces producir luz, normalmente a partir de un diodo emisor de luz , hasta que el condensador se descarga. A continuación, se puede recargar mediante una nueva agitación. Debido a esto, a veces se las conoce como linternas de Faraday .
Otros dispositivos que utilizan alternadores lineales para generar electricidad incluyen el generador lineal de pistón libre , un motor de combustión interna , y el motor Stirling de pistón libre , un motor de combustión externa .