Можете ли да обясните какво е DC възбуждане и защо се използва предимно в малките генератори?

DC възбудата се отнася до метод на възбуждане, който използва постоянен ток за генериране на магнитно поле в генератор.

I. Принцип на действие на DC възбудата

В системата за DC възбуда обикновено има източник на постоянен ток (като батерия или преобразувател), а постоянният ток се въвежда в възбудителната обмотка на генератора чрез устройства като плъзгащи се пръстени и щетки. Постоянният ток, протичащ през възбудителната обмотка, генерира постоянно магнитно поле, което се върти заедно с ротора на генератора. Когато роторът на генератора е задвижен от основен двигател (като паров турбина или водна турбина) да се върти, в статорната обмотка се индуцира алтернативен електромотивен потенциал.

Например, в малък DC възбуден генератор, токът, предоставен от източника на постоянен ток, влиза в възбудителната обмотка чрез плъзгащи се пръстени и щетки. Генерираното магнитно поле причинява генериране на алтернативно напрежение в статорната обмотка, когато роторът се върти. Това алтернативно напрежение може да бъде повишило от трансформатор и предадено към електрическата мрежа или директно доставено за използване от потребителите.

II. Причини за използването на DC възбуда в малки генератори

Проста и надеждна

Системата за DC възбуда е относително проста и се състои от източник на постоянен ток, плъзгащи се пръстени, щетки и възбудителни обмотки. Нейната проста конструкция прави системата високо надеждна и по-малко склонна към откази. За малките генератори, проста и надеждна система за възбуда е по-лесна за поддръжка и управление.

Например, в някои малки хидроелектрични централи или системи за генериране на вятърна енергия, малките генератори с DC възбуда могат да работят стабилно в сравнително сурови условия, тъй като вероятността за отказ на техните системи за възбуда е ниска.

Ниска цена

Мощността на малките генератори обикновено е малка, а необходимият възбудителен ток също е относително малък. Следователно, източникът на постоянен ток и другото оборудване, необходимо за системата за DC възбуда, могат да бъдат избрани в по-малки размери, като това намалява разходите.

От друга страна, големите генератори обикновено използват AC възбуда или други по-сложни методи за възбуда. Тези системи изискват по-мощно възбудително оборудване и имат по-високи разходи.

Лесна за контрол

Възбудителният ток на системата за DC възбуда може да бъде контролиран чрез регулиране на изходното напрежение или тока на източника на постоянен ток. Този метод на контрол е относително прост и може лесно да осъществи регулирането на изходното напрежение и мощността на генератора.

За малките генератори обикновено е необходимо да се регулира изходното напрежение и мощността в моментна реакция на промяната на товара. Лесната за контрол характеристика на системата за DC възбуда я прави по-подходяща за приложение в малки генератори.

Силна адаптивност

Малките генератори обикновено се използват в някои специални случаи, като независими системи за доставка на електричество в отдалечени области и аварийни източници на електроенергия. В тези случаи може да има по-високи изисквания за стартиращите характеристики и адаптивността при промяна на товара на генераторите. Системата за DC възбуда може да предостави голям възбудителен ток при стартиране на генератора, позволявайки на генератора да установи бързо напрежение; в същото време, при промяна на товара, тя може бързо да коригира възбудителния ток, за да поддържа стабилността на изходното напрежение на генератора.

Например, в някои отдалечени области без свързване с мрежата, малките генератори с DC възбуда могат да предоставят надеждно електричество за местното население. Даже при значителна промяна на товара, напрежението може да бъде стабилизирано.

Резюмирайки, DC възбудата се използва главно в малките генератори поради своите преимущества като простота, надеждност, ниска цена, лесен контрол и силна адаптивност.