Podes explicar o que é a excitación DC e por que se usa principalmente en xeradores pequenos

A excitación DC refírese a un método de excitación que usa corrente directa para xerar un campo magnético nun xerador.

I. Principio de funcionamento da excitación DC

Nun sistema de excitación DC, xeralmente hai unha fonte de enerxía DC (como unha batería ou rectificador) e a corrente DC é introducida no enroscado de excitación do xerador a través de dispositivos como aneis deslizantes e escovas. A corrente DC que circula polo enroscado de excitación xera un campo magnético constante, e este campo magnético rota xunto co rotor do xerador. Cando o rotor do xerador é accionado por un motor principal (como unha turbina de vapor ou de auga) para rotar, se inducirá unha forza electromotriz alternativa no enroscado do estator.

Por exemplo, nun pequeno xerador con excitación DC, a corrente proporcionada pola fonte de enerxía DC entra no enroscado de excitación a través de aneis deslizantes e escovas. O campo magnético xerado provoca que se xere unha tensión alternativa no enroscado do estator cando o rotor rota. Esta tensión alternativa pode ser aumentada por un transformador e transmitida á rede eléctrica ou suministrada directamente ás cargas para o seu uso.

II. Razóns polas que a excitación DC se usa principalmente en xeradores pequenos

Simplicidade e fiabilidade

O sistema de excitación DC é relativamente simple e consiste nunha fonte de enerxía DC, aneis deslizantes, escovas e enroscados de excitación. A súa estrutura simple fai que o sistema sexa altamente fiable e menos propenso a fallos. Para xeradores pequenos, un sistema de excitación simple e fiable é máis fácil de manter e xestionar.

Por exemplo, en algúns pequenos centros hidroeléctricos ou sistemas de xeración eólica, os xeradores pequenos con excitación DC poden operar de maneira estable en entornos relativamente duros porque a probabilidade de fallo dos seus sistemas de excitación é baixa.

Baixo custo

A potencia dos xeradores pequenos é xeralmente pequena, e a corrente de excitación necesaria tamén é relativamente pequena. Polo tanto, a fonte de enerxía DC e outro equipamento necesario para o sistema de excitación DC pode ser seleccionado en especificacións menores, reducindo así os custos.

En contraste, os xeradores grandes xeralmente usan excitación AC ou outros métodos de excitación máis complexos. Estes sistemas requiren equipos de excitación máis potentes e teñen custos superiores.

Fácil de controlar

A corrente de excitación do sistema de excitación DC pode ser controlada axustando a tensión ou corrente de saída da fonte de enerxía DC. Este método de control é relativamente simple e pode realizar facilmente o axuste da tensión e potencia de saída do xerador.

Para xeradores pequenos, xeralmente é necesario axustar a tensión e potencia de saída oportunamente segundo a variación da carga. A característica de facilidade de control do sistema de excitación DC fai que sexa máis adecuado para a aplicación en xeradores pequenos.

Alta adaptabilidade

Os xeradores pequenos xeralmente úsanse en ocasións especiais, como sistemas de abastecemento de enerxía independente en áreas remotas e fontes de enerxía de emergencia. Estas ocasións poden ter requisitos superiores para o rendemento de arranque e a adaptabilidade aos cambios de carga dos xeradores. O sistema de excitación DC pode proporcionar unha corrente de excitación grande cando o xerador arranca, permitindo ao xerador establecer rapidamente a tensión; ao mesmo tempo, cando cambia a carga, tamén pode axustar rapidamente a corrente de excitación para manter a estabilidade da tensión de saída do xerador.

Por exemplo, en algúns areas remotas sen conexión á rede, os xeradores pequenos con excitación DC poden proporcionar un fornecemento de enerxía fiable para os residentes locais. Incluso cando a carga cambia considerablemente, a tensión pode ser estabilizada.

En conclusión, a excitación DC úsase principalmente en xeradores pequenos debido ás súas vantaxes de simplicidade, fiabilidade, baixo custo, facilidade de control e alta adaptabilidade.