האקסיטציה המישרה מתייחסת לשיטה של אקסיטציה המשתמשת בזרם ישר כדי לייצר שדה מגנטי בגנרטור.
I. עקרון ההפעלה של האקסיטציה המישרת
במערכת אקסיטציה מישרת יש בדרך כלל מקור זרם מישר (כמו סוללה או מ Blair), והזרם המישר מוזרק לתוך הסיבוב של הגנרטור דרך מכשירים כמו טבעות החלק ופינים. הזרם המישר הזורם בסיבוב האקסיטציה מייצר שדה מגנטי קבוע, ושדה זה מסתובב יחד עם הרוטור של הגנרטור. כאשר הרוטור של הגנרטור נדחק על ידי מנוע ראשוני (כמו טורבינה קיטורית או טורבינת מים) לסיבוב, מושרה כוח חשמלי מתחלף בערבוב הסטטור.
לדוגמה, בגנרטור אקסיטציה מישרת קטן, הזרם המסופק על ידי מקור הזרם המישר נכנס לסיבוב האקסיטציה דרך טבעות החלק ופינים. השדה המגנטי שנוצר גורם ליצירת מתח מתחלף בערבוב הסטטור כשהרוטור מסתובב. מתח מתחלף זה יכול להיגבר באמצעות טרנספורטר ולהועבר לרשת החשמל או להישלח ישירות לעומסים לשימוש.
II. סיבות לשימוש העיקרי באקסיטציה מישרת בגנרטורים קטנים
פשוט ומאמץ
מערכת האקסיטציה המישרת היא יחסית פשוטה ומשתנת מקורות זרם מישר, טבעות חלק, פינים וסיבובי אקסיטציה. המבנה הפשוט שלה גורם למערכת להיות מאוד אמינה ולא רגישה לאשכולות. עבור גנרטורים קטנים, מערכת אקסיטציה פשוטה ואמינה קל יותר לתחזק ולנהל.
לדוגמה, במתקני הידרואלקטריקיים קטנים או מערכות ייצור אנרגיה רוח, גנרטורים קטנים עם אקסיטציה מישרת יכולים לפעול באופן יציב בתנאים קשים יחסית כי ההסתברות לאשכולות במערכות האקסיטציה שלהם נמוכה.
עלות נמוכה
הכוח של גנרטורים קטנים הוא בדרך כלל קטן, והזרם האקסיטציה הנדרש גם הוא קטן יחסית. לכן, ניתן לבחור במקורות זרם מישר ובציוד אחר הנדרש למערכת האקסיטציה המישרת במגמות קטנות יותר, מה שמפחית את העלות.
בהשוואה לגנרטורים גדולים, שהם בדרך כלל משתמשים באקסיטציה חילופין או בשיטות אקסיטציה מורכבות אחרות. מערכות אלה דורשות ציוד אקסיטציה חזק יותר והן בעלות עלות גבוהה יותר.
קל לשלוט בו
הזרם האקסיטציה של מערכת האקסיטציה המישרת ניתן לשלוט בו על ידי התאמת המתח או הזרם שיוצא מהמקור המישר. שיטה זו שליטה היא יחסית פשוטה ויכולה בקלות לממש את התאמת המתח והכח היוצא מהגנרטור.
לגנרטורים קטנים, בדרך כלל יש צורך להתאים את המתח והכח היוצא בהתאם לשינוי העומס. מאפיין הקלות בשליטה של מערכת האקסיטציה המישרת גורם לה להיות יותר מתאים לשימוש בגנרטורים קטנים.
יכולת התאמה חזקה
גנרטורים קטנים הם בדרך כלל משמשים במקום מיוחד, כמו מערכות אספקת חשמל עצמאיות באזורים מרוחקים ואספקת חשמל חירום. המקומות הללו עשויים להיות בעלי דרישות גבוהות יותר לביצועי ההתחלה וההתאמה לשינוי עומס של הגנרטורים. מערכת האקסיטציה המישרת יכולה לספק זרם אקסיטציה גדול כש@gנרטור מתחיל לפעול, מה שמאפשר לגנרטור להקים במהירות מתח; באותו הזמן, כשיש שינוי בעומס, היא יכולה גם להתאים במהירות את הזרם האקסיטציה כדי לשמור על יציבות המתח היוצא מהגנרטור.
לדוגמה, באזורים מרוחקים ללא חיבור לרשת, גנרטורים קטנים עם אקסיטציה מישרת יכולים לספק אספקת חשמל אמינה לתושבים המקומיים. אפילו כשיש שינויים גדולים בעומס, ניתן לחזק את המתח.
לסיכום, אקסיטציה מישרת משמשת בעיקר בגנרטורים קטנים כי יש לה יתרונות של פשטות, אמינות, עלות נמוכה, קלות בשליטה ויכולת התאמה חזקה.