Můžete vysvětlit, co je DC excitační systém a proč se používá především v malých generátorech?

Přímý proud (DC) pro excitaci odkazuje na metodu excitace, která používá přímý proud k vytvoření magnetického pole v generátoru.

I. Princip fungování DC excitace

V systému s DC excitací je obvykle zdroj přímého proudu (např. baterie nebo usměrňovač) a přímý proud se zavede do exkitační cívek generátoru prostřednictvím zařízení jako jsou kluzné okruhy a štětiny. Přímý proud proudící skrz exkitační cívek vytváří konstantní magnetické pole, které se společně s rotor generátoru otáčí. Když rotor generátoru pohání primární pohon (např. parní turbína nebo vodní turbína), v statorových cívkách se vyvolá střídavý elektromotorický napěťák.

Například u malého generátoru s DC excitací proud dodávaný zdrojem přímého proudu vstupuje do exkitačních cívek přes kluzné okruhy a štětiny. Vzniklé magnetické pole způsobí, že při otáčení rotoru v statorových cívkách vznikne střídavé napětí. Toto střídavé napětí lze zvýšit transformátorem a distribuovat do elektrické sítě nebo přímo dodávat spotřebičům.

II. Důvody, proč se DC excitace používá hlavně u malých generátorů

Jednoduchost a spolehlivost

Systém s DC excitací je relativně jednoduchý a skládá se ze zdroje přímého proudu, kluzných okruhů, štětin a exkitačních cívek. Jeho jednoduchá struktura zajišťuje vysokou spolehlivost a nižší riziko poruch. Pro malé generátory je jednoduchý a spolehlivý exkitační systém snází udržovat a spravovat.

Například v některých malých hydroelektrárnách nebo systémech využívajících větrnou energii mohou malé generátory s DC excitací pracovat stabilně i v poměrně těžkých podmínkách, protože pravděpodobnost selhání jejich exkitačních systémů je nízká.

Nízké náklady

Výkon malých generátorů je obvykle malý a potřebný exkitační proud je také relativně malý. Proto lze pro systém s DC excitací vybírat menší specifikace zdroje přímého proudu a dalšího vybavení, což umožňuje snížit náklady.

Naopak velké generátory obvykle používají AC excitaci nebo jiné složitější metody excitace. Tyto systémy vyžadují silnější exkitační vybavení a mají vyšší náklady.

Jednoduchá kontrola

Exkitační proud systému s DC excitací lze řídit úpravou výstupního napětí nebo proudu zdroje přímého proudu. Tento způsob řízení je relativně jednoduchý a umožňuje snadno upravit výstupní napětí a výkon generátoru.

U malých generátorů je obvykle nutné včas upravovat výstupní napětí a výkon podle změny zatěžování. Jednoduchá kontrolovatelnost systému s DC excitací ho činí vhodnějším pro použití u malých generátorů.

Silná adaptabilita

Malé generátory se obvykle používají v některých speciálních situacích, jako jsou samostatné elektrizační systémy v odlehlých oblastech a nouzové zdroje elektřiny. Tyto situace mohou mít vyšší požadavky na startovací vlastnosti a adaptabilitu k změnám zatěžování generátorů. Systém s DC excitací může poskytnout velký exkitační proud při startu generátoru, což umožňuje rychlý vytvoření napětí; zároveň při změně zatěžování může rychle upravit exkitační proud a udržet stabilitu výstupního napětí generátoru.

Například v některých odlehlých oblastech bez připojení k elektrické síti mohou malé generátory s DC excitací poskytnout spolehlivé zásobování elektrickou energií místním obyvatelům. I při velkých změnách zatěžování lze stabilizovat napětí.

Závěrem, DC excitace se hlavně používá u malých generátorů díky svým výhodám, jako jsou jednoduchost, spolehlivost, nízké náklady, snadná kontrola a silná adaptabilita.