Miksi moottorin pitäisi valita 50 Hz AC? |

Moottorin tärinä on yksi moottoreiden tämänhetkisistä käyttöolosuhteista. Tiedätkö, miksi sähkölaitteet, kuten moottorit, käyttävät 50 Hz vaihtovirtaa 60 Hz:n sijaan?

Jotkut maailman maat, kuten Iso-Britannia ja Yhdysvallat, käyttävät 60 Hz vaihtovirtaa, koska ne käyttävät desimaalijärjestelmää, mikä 12 tähtikuviota, 12 tuntia, 12 shillinkiä vastaa 1 puntaa ja niin edelleen.Myöhemmin maat ottivat käyttöön desimaalijärjestelmän, joten taajuus on 50 Hz.

Joten miksi valitsemme 50 Hz AC 5 Hz tai 400 Hz sijasta?

Entä jos taajuus on pienempi?

Alin taajuus on 0, joka on DC.Todistaakseen, että Teslan vaihtovirta on vaarallinen, Edison käytti vaihtovirtaa pieneläinten äänestyssähköllä. Jos norsuja pidetään pieninä eläiminä... Objektiivisesti katsoen saman virran koon alla ihmiskeho kestää tasavirtaa kauemmin kuin Vaihtovirran kestoaika liittyy kammiovärinään, eli vaihtovirta on vaarallisempaa.

Söpö Dickson hävisi myös lopulta Teslalle, ja AC voitti tasavirran etuna jännitetason vaihtaminen helposti.Saman lähetystehon tapauksessa jännitteen lisääminen vähentää lähetysvirtaa ja myös linjalla kulutettu energia pienenee. Toinen tasavirtasiirron ongelma on, että sitä on vaikea rikkoa, ja tämä ongelma on edelleen ongelma tähän asti.Tasavirtasiirron ongelma on sama kuin kipinä, joka syntyy, kun sähköpistoke irrotetaan tavallisina aikoina. Kun virta saavuttaa tietyn tason, kipinää ei voida sammuttaa. Kutsumme sitä "kaareksi".

Vaihtovirralla virta muuttaa suuntaa, joten on hetki, jolloin virta ylittää nollan. Käyttämällä tätä pientä virran aikapistettä voimme katkaista linjavirran valokaaren sammutuslaitteen läpi.Mutta tasavirran suunta ei muutu. Ilman tätä nollakohtaa meidän olisi hyvin vaikeaa sammuttaa kaari.

Mitä vikaa matalataajuisessa AC:ssa?

Ensinnäkin muuntajan tehokkuuden ongelma

Muuntaja luottaa ensiöpuolen magneettikentän muutokseen havaitakseen toisiopuolen nousun tai laskun.Mitä hitaammin magneettikentän taajuus muuttuu, sitä heikompi on induktio. Ääritapaus on DC, eikä induktiota ole ollenkaan, joten taajuus on liian alhainen.

Toiseksi sähkölaitteiden tehoongelma

Esimerkiksi auton moottorin nopeus on sen taajuus, kuten 500 rpm joutokäynnillä, 3000 rpm kiihdytettäessä ja vaihdettaessa, ja muunnetut taajuudet ovat vastaavasti 8,3 Hz ja 50 Hz.Tämä osoittaa, että mitä suurempi nopeus, sitä suurempi moottorin teho.

Samalla tavalla, samalla taajuudella, mitä suurempi moottori, sitä suurempi lähtöteho, minkä vuoksi dieselmoottorit ovat suurempia kuin bensiini, ja suuret ja tehokkaat dieselmoottorit voivat ajaa raskaita ajoneuvoja, kuten linja-autoja.

Samalla tavalla moottori (tai kaikki pyörivät koneet) vaatii sekä pienen koon että suuren lähtötehon. On vain yksi tapa - lisätä nopeutta, minkä vuoksi vaihtovirran taajuus ei voi olla liian alhainen, koska tarvitsemme pienen koon mutta suuren tehon. sähkömoottori.

Sama koskee invertteri-ilmastointilaitteita, jotka ohjaavat ilmastointilaitteen kompressorin lähtötehoa muuttamalla vaihtovirran taajuutta.Yhteenvetona, teho ja taajuus korreloivat positiivisesti tietyllä alueella.

Entä jos taajuus on korkea?Entä esimerkiksi 400 Hz?

On kaksi ongelmaa, joista toinen on se, että johtojen ja laitteiden katoaminen kasvaa, ja toinen on, että generaattori pyörii liian nopeasti.

Puhutaan ensin tappiosta. Voimajohdoilla, sähköasemalaitteilla ja sähkölaitteilla on kaikilla reaktanssi. Reaktanssi on verrannollinen taajuuteen. Vähemmän.

Tällä hetkellä 50 Hz siirtojohdon reaktanssi on noin 0,4 ohmia, mikä on noin 10 kertaa resistanssi. Jos se nostetaan 400 Hz:iin, reaktanssi on 3,2 ohmia, mikä on noin 80 kertaa resistanssi.Suurjännitesiirtolinjoissa reaktanssin pienentäminen on avain siirtotehon parantamiseen.

Reaktanssia vastaavasti on myös kapasitiivinen reaktanssi, joka on kääntäen verrannollinen taajuuteen. Mitä suurempi taajuus, sitä pienempi on kapasitiivinen reaktanssi ja sitä suurempi on johdon vuotovirta.Jos taajuus on korkea, myös johdon vuotovirta kasvaa.

Toinen ongelma on generaattorin nopeus.Nykyinen generaattorisarja on pohjimmiltaan yksivaiheinen kone, eli magneettinapapari.50 Hz sähkön tuottamiseksi roottori pyörii nopeudella 3000 rpm.Kun moottorin nopeus saavuttaa 3000 rpm, tunnet selvästi moottorin tärisevän. Kun se kääntyy 6 000 tai 7 000 kierrosta minuutissa, tunnet moottorin hyppäävän ulos konepellistä.

Auton moottori on edelleen tällainen, puhumattakaan 100 tonnia painavasta kiinteästä rautapalaroottorista ja höyryturbiinista, mikä on myös syynä voimalaitoksen kovaan ääneen.Teräsroottori, joka painaa 100 tonnia 3000 kierrosta minuutissa, on helpommin sanottu kuin tehty. Jos taajuus on kolme-neljä kertaa suurempi, generaattorin arvioidaan lentävän ulos konepajasta.

Tällaisella raskaalla roottorilla on huomattava inertia, mikä on myös lähtökohta, että voimajärjestelmää kutsutaan inertiajärjestelmäksi ja se voi ylläpitää turvallisen ja vakaan toiminnan.Tästä syystä myös ajoittaiset voimanlähteet, kuten tuuli ja aurinko, haastavat perinteiset virtalähteet.

Koska maisemat muuttuvat nopeasti, kymmeniä tonneja painavat roottorit vähentävät tai lisäävät erittäin hitaasti tehoa valtavan inertian (ramppinopeuden käsite) vuoksi, mikä ei pysty pysymään tuulivoiman ja aurinkosähkön tuotannon muutoksissa, joten joskus se on hylättävä. Tuuli ja hylätty valo.

Sen näkee tästä

Syy, miksi taajuus ei voi olla liian alhainen: muuntaja voi olla erittäin tehokas ja moottori voi olla pienikokoinen ja suuritehoinen.

Syy, miksi taajuuden ei pitäisi olla liian korkea: johtojen ja laitteiden häviö voi olla pieni, eikä generaattorin nopeuden tarvitse olla liian korkea.

Siksi kokemuksen ja tavan mukaan sähköenergiamme on asetettu 50 tai 60 Hz:iin.

Postitusaika: 06.07.2022