Prečo by si mal motor zvoliť striedavý prúd 50 Hz? |

Vibrácie motora sú jednou zo súčasných prevádzkových podmienok motorov. Viete, prečo elektrické zariadenia, ako sú motory, používajú striedavý prúd 50 Hz namiesto 60 Hz?

Niektoré krajiny na svete, ako napríklad Spojené kráľovstvo a Spojené štáty americké, používajú striedavý prúd 60 Hz, pretože používajú desiatkovú sústavu, 12 súhvezdí, 12 hodín, 12 šilingov sa rovná 1 libre atď.Neskoršie krajiny prijali desiatkový systém, takže frekvencia je 50 Hz.

Prečo teda volíme striedavý prúd 50 Hz namiesto 5 Hz alebo 400 Hz?

Čo ak je frekvencia nižšia?

Najnižšia frekvencia je 0, čo je jednosmerný prúd.Aby Edison dokázal, že Teslov striedavý prúd je nebezpečný, použil striedavý prúd na zabitie malých zvierat elektrickým prúdom. Ak sú slony považované za malé zvieratá... Objektívne povedané, pri rovnakej veľkosti prúdu dokáže ľudské telo vydržať jednosmerný prúd dlhšie ako Čas výdrže striedavého prúdu súvisí s fibriláciou komôr, čiže striedavý prúd je nebezpečnejší.

Roztomilý Dickson nakoniec prehral aj s Teslou a AC porazil DC s výhodou ľahkej zmeny úrovne napätia.V prípade rovnakého vysielacieho výkonu sa zvýšením napätia zníži prenosový prúd a zníži sa aj energia spotrebovaná na vedení. Ďalším problémom jednosmerného prenosu je, že je ťažké ho prelomiť a tento problém je problémom až doteraz.Problém jednosmerného prenosu je rovnaký ako iskra, ktorá vzniká pri vytiahnutí elektrickej zástrčky v bežných časoch. Keď prúd dosiahne určitú úroveň, iskra sa nedá uhasiť. Hovoríme tomu „oblúk“.

Pre striedavý prúd bude prúd meniť smer, takže existuje čas, keď prúd prekročí nulu. Pomocou tohto malého aktuálneho časového bodu môžeme prerušiť prúd vedenia cez zariadenie na zhášanie oblúka.Smer jednosmerného prúdu sa však nezmení. Bez tohto bodu prechodu nulou by sme oblúk uhasili len veľmi ťažko.

Čo je zlé na nízkofrekvenčnom striedavom prúde?

Po prvé, problém účinnosti transformátora

Transformátor sa spolieha na zmenu magnetického poľa na primárnej strane, aby snímal zvýšenie alebo zníženie sekundárnej strany.Čím pomalšie sa mení frekvencia magnetického poľa, tým slabšia je indukcia. Extrémnym prípadom je jednosmerný prúd a vôbec neexistuje žiadna indukcia, takže frekvencia je príliš nízka.

Po druhé, problém napájania elektrických zariadení

Napríklad otáčky motora automobilu sú jeho frekvenciou, ako je 500 otáčok za minútu pri voľnobehu, 3 000 otáčok za minútu pri akcelerácii a radení a prevedené frekvencie sú 8,3 Hz a 50 Hz.To ukazuje, že čím vyššia rýchlosť, tým väčší výkon motora.

Rovnakým spôsobom, pri rovnakej frekvencii, čím väčší je motor, tým väčší je výstupný výkon, a preto sú dieselové motory väčšie ako benzínové a veľké a výkonné naftové motory môžu poháňať ťažké vozidlá, ako sú autobusy.

Rovnakým spôsobom motor (alebo všetky rotačné stroje) vyžaduje malú veľkosť a veľký výstupný výkon. Existuje len jeden spôsob - zvýšiť rýchlosť, preto frekvencia striedavého prúdu nemôže byť príliš nízka, pretože potrebujeme malú veľkosť, ale vysoký výkon. elektromotora.

To isté platí pre invertorové klimatizácie, ktoré riadia výstupný výkon kompresora klimatizácie zmenou frekvencie striedavého prúdu.Stručne povedané, výkon a frekvencia sú v určitom rozsahu pozitívne korelované.

Čo ak je frekvencia vysoká?Napríklad 400 Hz?

Existujú dva problémy, jeden je, že sa zvyšuje strata vedení a zariadení, a druhý je, že generátor sa otáča príliš rýchlo.

Najprv si povedzme o strate. Prenosové vedenia, zariadenia rozvodne a elektrické zariadenia majú reaktanciu. Reaktancia je úmerná frekvencii. menej.

V súčasnosti je reaktancia 50Hz prenosovej linky asi 0,4 ohmu, čo je asi 10-násobok odporu. Ak sa zvýši na 400 Hz, reaktancia bude 3,2 ohmu, čo je asi 80-násobok odporu.Pre vysokonapäťové prenosové vedenia je zníženie reaktancie kľúčom k zlepšeniu prenosového výkonu.

Reaktancii zodpovedá aj kapacitná reaktancia, ktorá je nepriamo úmerná frekvencii. Čím vyššia je frekvencia, tým menšia je kapacitná reaktancia a tým väčší je zvodový prúd vedenia.Ak je frekvencia vysoká, zvýši sa aj zvodový prúd vedenia.

Ďalším problémom je rýchlosť generátora.Súčasná generátorová súprava je v podstate jednostupňový stroj, teda dvojica magnetických pólov.Aby sa generovala elektrina s frekvenciou 50 Hz, rotor sa otáča rýchlosťou 3000 ot./min.Keď otáčky motora dosiahnu 3000 ot./min., zreteľne cítiť, ako motor vibruje. Keď sa točí na 6000 alebo 7000 otáčok, budete mať pocit, že motor ide vyskočiť z kapoty.

Motor auta je stále taký, nehovoriac o pevnom železnom rotore a parnej turbíne s hmotnosťou 100 ton, čo je tiež dôvodom veľkého hluku elektrárne.Oceľový rotor s hmotnosťou 100 ton pri 3000 otáčkach za minútu sa ľahšie povie, ako urobí. Ak je frekvencia trikrát alebo štyrikrát vyššia, odhaduje sa, že generátor môže vyletieť z dielne.

Takýto ťažký rotor má značnú zotrvačnosť, čo je tiež predpoklad, že energetický systém sa nazýva inerciálny systém a dokáže udržať bezpečnú a stabilnú prevádzku.To je tiež dôvod, prečo prerušované zdroje energie, ako je vietor a slnko, spochybňujú tradičné zdroje energie.

Pretože sa scenéria rýchlo mení, rotory vážiace desiatky ton veľmi pomaly znižujú alebo zvyšujú výkon v dôsledku obrovskej zotrvačnosti (koncept rampovej rýchlosti), ktorá nedokáže držať krok so zmenami veternej energie a výroby fotovoltaickej energie, takže niekedy to treba opustiť. Vietor a opustené svetlo.

Z tohto je to vidieť

Dôvod, prečo frekvencia nemôže byť príliš nízka: transformátor môže byť vysoko účinný a motor môže mať malú veľkosť a veľký výkon.

Dôvod, prečo by frekvencia nemala byť príliš vysoká: strata vedení a zariadení môže byť malá a rýchlosť generátora nemusí byť príliš vysoká.

Preto je naša elektrická energia podľa skúseností a zvyku nastavená na 50 alebo 60 Hz.

Čas odoslania: júl-06-2022