Pots explicar què és l'excitació en corrent contínua i per què s'utilitza principalment en generadors petits?
L'excitació CC es refereix a un mètode d'excitació que utilitza corrent continu per generar un camp magnètic en un generador.
I. Principi de funcionament de l'excitació CC
En un sistema d'excitació CC, normalment hi ha una font de corrent continua (com una bateria o un redressor), i el corrent CC s'introdueix en la bobina d'excitació del generador a través de dispositius com anells lliscants i escovines. El corrent CC que circula a través de la bobina d'excitació genera un camp magnètic constant, i aquest camp magnètic gira junct amb el rotor del generador. Quan el rotor del generador és dut a girar per un motor principal (com una turbina de vapor o una turbina hidràulica), s'indueix una força electromotriu alternada en la bobina estatora.
Per exemple, en un petit generador d'excitació CC, el corrent proporcionat per la font de corrent continua entra en la bobina d'excitació a través d'anells lliscants i escovines. El camp magnètic generat provoca la generació d'un voltatge alternat a la bobina estatora quan el rotor gira. Aquest voltatge alternat pot ser elevat per un transformador i transmès a la xarxa elèctrica o subministrat directament a les càrregues per a la seva utilització.
II. Raons pel qual l'excitació CC es fa servir principalment en petits generadors
Simplicitat i fiabilitat
El sistema d'excitació CC és relativament simple i consta d'una font de corrent continua, anells lliscants, escovines i bobines d'excitació. La seva estructura simple fa que el sistema sigui molt fiable i menys propens a fallades. Per als petits generadors, un sistema d'excitació simple i fiable és més fàcil de mantenir i gestionar.
Per exemple, en algunes petites centrals hidroelèctriques o sistemes de generació eòlica, els petits generadors amb excitació CC poden operar de manera estable en entorns relativament durs degut a la baixa probabilitat de fallida dels seus sistemes d'excitació.
Baix cost
La potència dels petits generadors és normalment petita, i el corrent d'excitació necessari també és relativament petit. Per tant, la font de corrent continua i altres equips necessaris pel sistema d'excitació CC poden seleccionar-se en especificacions més petites, reduint així els costos.
En contraposició, els grans generadors solen utilitzar excitació AC o altres mètodes d'excitació més complexos. Aquests sistemes requereixen equips d'excitació més potents i tenen uns costos més alts.
Fàcil de controlar
El corrent d'excitació del sistema d'excitació CC es pot controlar ajustant el voltatge o corrent de sortida de la font de corrent continua. Aquest mètode de control és relativament simple i pot realitzar fàcilment l'ajust del voltatge i potència de sortida del generador.
Per als petits generadors, sovint cal ajustar el voltatge i la potència de sortida de manera oportuna segons el canvi de càrrega. La característica fàcil de control del sistema d'excitació CC el fa més adequat per a l'aplicació en petits generadors.
Força adaptativa
Els petits generadors solen utilitzar-se en ocasions especials, com ara sistemes d'abastament d'energia independents en zones remotes i fonts d'energia d'emergència. Aquestes ocasions poden requerir requisits més alts en termes de rendiment de partida i adaptabilitat a canvis de càrrega. El sistema d'excitació CC pot proporcionar un gran corrent d'excitació quan el generador s'inicia, permetent al generador establir ràpidament el voltatge; alhora, quan la càrrega canvia, també pot ajustar ràpidament el corrent d'excitació per mantenir la estabilitat del voltatge de sortida del generador.
Per exemple, en algunes zones remotes sense connexió a la xarxa, els petits generadors amb excitació CC poden proporcionar un abastament d'energia fiable per als residents locals. Fins i tot quan la càrrega canvia considerablement, el voltatge es pot estabilitzar.
En resum, l'excitació CC es fa servir principalment en petits generadors degut a les seves avantatges de simplicitat, fiabilitat, baix cost, facilitat de control i forta adaptabilitat.
