Kun je uitleggen wat gelijkstroomopwekking is en waarom deze voornamelijk wordt gebruikt in kleine generatoren?

Gelijkstroomopwekking verwijst naar een opwekkingstechniek die gebruik maakt van gelijkstroom om een magnetisch veld in een generator te genereren.

I. Werkingsprincipe van gelijkstroomopwekking

In een gelijkstroomopwekkingsysteem is er meestal een gelijkstroombron (zoals een accu of een rectifier) en de gelijkstroom wordt via apparatuur zoals slipringen en borstels in de opwekkingswikkeling van de generator gevoerd. De gelijkstroom die door de opwekkingswikkeling stroomt, genereert een constant magnetisch veld, en dit magnetisch veld roteert samen met de rotor van de generator. Wanneer de rotor van de generator wordt aangedreven door een primaire drijver (zoals een stoomturbine of waterturbine), wordt in de statorwikkeling een wisselende elektromotorische kracht geïnduceerd.

Bijvoorbeeld, in een kleine gelijkstroomopwekkinggenerator stroomt de stroom die door de gelijkstroombron wordt geleverd, via slipringen en borstels in de opwekkingswikkeling. Het gegenereerde magnetisch veld veroorzaakt een wisselspanning in de statorwikkeling wanneer de rotor roteert. Deze wisselspanning kan worden verhoogd door een transformator en aan het elektriciteitsnet worden overgebracht of rechtstreeks aan belastingen worden geleverd voor gebruik.

II. Redenen waarom gelijkstroomopwekking voornamelijk in kleine generatoren wordt gebruikt

Eenvoudig en betrouwbaar

Het gelijkstroomopwekkingsysteem is relatief eenvoudig en bestaat uit een gelijkstroombron, slipringen, borstels en opwekkingswikkelingen. Zijn eenvoudige structuur maakt het systeem zeer betrouwbaar en minder geneigd tot storingen. Voor kleine generatoren is een eenvoudig en betrouwbaar opwekkingsysteem gemakkelijker te onderhouden en te beheren.

Bijvoorbeeld, in sommige kleine waterkrachtcentrales of windenergiegeneratiesystemen kunnen kleine generatoren met gelijkstroomopwekking stabiel functioneren in relatief zware omstandigheden omdat het falingsrisico van hun opwekkingsystemen laag is.

Lage kosten

De vermogen van kleine generatoren is meestal klein, en de benodigde opwekkingsstroom is ook relatief klein. Daarom kunnen de gelijkstroombron en andere apparatuur die nodig zijn voor het gelijkstroomopwekkingsysteem in kleinere specificaties worden gekozen, waardoor de kosten worden verlaagd.

Grote generatoren gebruiken daarentegen meestal wisselstroomopwekking of andere complexere opwekkingstechnieken. Deze systemen vereisen krachtiger opwekkingsapparatuur en hebben hogere kosten.

Makkelijk te regelen

De opwekkingsstroom van het gelijkstroomopwekkingsysteem kan worden geregeld door de uitgangsspanning of -stroom van de gelijkstroombron aan te passen. Deze regelingsmethode is relatief eenvoudig en kan gemakkelijk de aanpassing van de uitgangsspanning en -vermogen van de generator realiseren.

Voor kleine generatoren is het meestal nodig om de uitgangsspanning en -vermogen op tijd aan te passen volgens de verandering van de belasting. De makkelijk te regelen eigenschap van het gelijkstroomopwekkingsysteem maakt het meer geschikt voor de toepassing in kleine generatoren.

Sterke aanpasbaarheid

Kleine generatoren worden meestal gebruikt in bepaalde speciale gelegenheden, zoals zelfstandige energievoorzieningssystemen in afgelegen gebieden en noodenergievoorzieningen. Deze gelegenheden kunnen hogere eisen stellen aan de startprestaties en de aanpassingscapaciteit aan belastingsveranderingen van de generatoren. Het gelijkstroomopwekkingsysteem kan een grote opwekkingsstroom leveren wanneer de generator start, waardoor de generator snel spanning kan opbouwen; tegelijkertijd kan het bij veranderingen in de belasting ook snel de opwekkingsstroom aanpassen om de stabiliteit van de uitgangsspanning van de generator te behouden.

Bijvoorbeeld, in sommige afgelegen gebieden zonder aansluiting op het netwerk kunnen kleine generatoren met gelijkstroomopwekking een betrouwbare energievoorziening bieden voor lokale bewoners. Zelfs wanneer de belasting sterk varieert, kan de spanning gestabiliseerd worden.

Samengevat, wordt gelijkstroomopwekking voornamelijk in kleine generatoren gebruikt vanwege de voordelen van eenvoud, betrouwbaarheid, lage kosten, makkelijke regeling en sterke aanpasbaarheid.