هل يمكنك شرح ما هو التحريض المستمر وما السبب في استخدامه بشكل أساسي في المولدات الصغيرة؟

يشير التحريض بالتيار المستمر إلى طريقة تحريض تستخدم التيار المستمر لتوليد مجال مغناطيسي في المولد.

أ. مبدأ عمل التحريض بالتيار المستمر

في نظام التحريض بالتيار المستمر، يوجد عادة مصدر للطاقة الكهربائية المباشرة (مثل البطارية أو المحول)، ويتم إدخال التيار المستمر إلى ملف التحريض للمولد عبر أجهزة مثل حلقات الانزلاق والأمشاط. التيار المستمر الذي يتدفق عبر ملف التحريض يولد مجالاً مغناطيسياً ثابتاً، وهذا المجال المغناطيسي يدور مع الدوار للمولد. عندما يتم تشغيل دوار المولد بواسطة محرك أولي (مثل التوربين البخاري أو التوربين المائي) لكي يدور، سيتم توليد قوة كهربائية بديلة في ملف الثابت.

على سبيل المثال، في مولد صغير يعمل بنظام التحريض بالتيار المستمر، يدخل التيار المقدم من مصدر الطاقة المباشرة إلى ملف التحريض عبر حلقات الانزلاق والأمشاط. يتسبب المجال المغناطيسي المولد في توليد فرق جهد متناوب في ملف الثابت عند دوران الدوار. يمكن زيادة هذا الفرق الجهد المتناوب بواسطة محول ونقله إلى الشبكة الكهربائية أو تزويده مباشرة للأحمال للاستخدام.

ب. الأسباب الرئيسية لاستخدام التحريض بالتيار المستمر في المولدات الصغيرة

بسيط ومعتمد

نظام التحريض بالتيار المستمر نسبياً بسيط ويتكون من مصدر للطاقة الكهربائية المباشرة، حلقات الانزلاق، الأمشاط، وملف التحريض. بساطته يجعل النظام ذو موثوقية عالية وأقل عرضة للأعطال. بالنسبة للمولدات الصغيرة، يكون نظام التحريض البسيط والموثوق به أسهل في الصيانة والإدارة.

على سبيل المثال، في بعض محطات الطاقة الهيدروكهربائية الصغيرة أو أنظمة توليد الطاقة الريحية، يمكن لمولدات صغيرة تعمل بنظام التحريض بالتيار المستمر أن تعمل بشكل مستقر في بيئات قاسية نسبياً بسبب انخفاض احتمالية حدوث أعطال في أنظمتها التحريضية.

منخفض التكلفة

قوة المولدات الصغيرة عادة ما تكون صغيرة، والتيار التحريضي المطلوب أيضاً صغير نسبياً. لذلك، يمكن اختيار مصدر الطاقة المباشرة وغيرها من المعدات اللازمة لنظام التحريض بالتيار المستمر بأحجام أصغر، مما يقلل التكاليف.

بالمقارنة، تستخدم المولدات الكبيرة عادة التحريض بالتيار المتناوب أو طرق تحريض أخرى أكثر تعقيداً. تتطلب هذه الأنظمة معدات تحريض أكثر قوة وتكون تكلفتها أعلى.

سهل التحكم

يمكن التحكم في التيار التحريضي لنظام التحريض بالتيار المستمر عن طريق ضبط الجهد أو التيار الخارج من مصدر الطاقة المباشرة. تعتبر هذه طريقة تحكم نسبياً بسيطة ويمكنها بسهولة تحقيق تعديل الجهد والقوة الخارجيين للمولد.

بالنسبة للمولدات الصغيرة، يكون من الضروري عادة تعديل الجهد والقوة الخارجيين بشكل فوري حسب تغيير الحمل. خاصية سهولة التحكم في نظام التحريض بالتيار المستمر تجعله أكثر ملاءمة لتطبيق المولدات الصغيرة.

قابلية تكيف قوية

تستخدم المولدات الصغيرة عادة في بعض المناسبات الخاصة، مثل أنظمة التزويد بالطاقة المستقلة في المناطق النائية والتزويد بالطاقة في حالات الطوارئ. قد تكون هذه المناسبات ذات متطلبات أعلى لأداء البدء وتكييف تغيير الحمل للمولدات. يمكن لنظام التحريض بالتيار المستمر توفير تيار تحريض كبير عند بدء التشغيل للمولد، مما يمكن المولد من تأسيس الجهد بسرعة. وفي الوقت نفسه، عند تغيير الحمل، يمكنه أيضًا ضبط التيار التحريضي بسرعة للحفاظ على استقرار الجهد الخارجي للمولد.

على سبيل المثال، في بعض المناطق النائية التي لا يوجد فيها ربط بشبكة، يمكن لمولدات صغيرة تعمل بنظام التحريض بالتيار المستمر توفير تزويد طاقة موثوق به للسكان المحليين. حتى عند تغيير الحمل بشكل كبير، يمكن الاستقرار على الجهد.

باختصار، يستخدم التحريض بالتيار المستمر بشكل أساسي في المولدات الصغيرة لأنه يتمتع بمزايا البساطة، الموثوقية، انخفاض التكلفة، سهولة التحكم، وقابلية التكيف القوية.