Zakaj bi moral motor izbrati 50HZ AC? |

Vibracije motorjev so eno od trenutnih pogojev delovanja motorjev. Torej, ali veste, zakaj električna oprema, kot so motorji, uporablja 50Hz izmenični tok namesto 60Hz?

Nekatere države na svetu, kot sta Združeno kraljestvo in Združene države Amerike, uporabljajo 60Hz izmenični tok, ker uporabljajo decimalni sistem, kaj je 12 ozvezdij, 12 ur, 12 šilingov enakih 1 funtu in tako naprej.Kasneje so države sprejele decimalni sistem, tako da je frekvenca 50Hz.

Zakaj torej izberemo 50Hz AC namesto 5Hz ali 400Hz?

Kaj pa, če je frekvenca nižja?

Najnižja frekvenca je 0, kar je DC.Da bi dokazal, da je Teslin izmenični tok nevaren, je Edison uporabil izmenični tok za električni udar glasov malih živali. Če slone štejemo za majhne živali… Objektivno gledano lahko človeško telo pri enaki velikosti toka zdrži enosmerni tok dlje kot Čas vzdržljivosti izmeničnega toka je povezan z ventrikularno fibrilacijo, torej je izmenični tok nevarnejši.

Prikupni Dickson je na koncu izgubil tudi proti Tesli, AC pa je premagal DC s prednostjo enostavnega spreminjanja nivoja napetosti.V primeru enake prenosne moči bo povečanje napetosti zmanjšalo prenosni tok, zmanjšala pa se bo tudi porabljena energija na liniji. Druga težava prenosa enosmernega toka je, da ga je težko zlomiti, in ta problem je še vedno problem do zdaj.Problem prenosa enosmernega toka je enak kot iskra, ki se pojavi, ko se električni vtič izvleče ob običajnem času. Ko tok doseže določeno raven, iskre ni mogoče ugasniti. Imenujemo ga "lok".

Pri izmeničnem toku bo tok spremenil smer, zato pride čas, ko tok preseže ničlo. Z uporabo te majhne trenutne časovne točke lahko prekinemo omrežni tok skozi napravo za gašenje obloka.Toda smer enosmernega toka se ne bo spremenila. Brez te ničelne točke bi zelo težko ugasnili lok.

Kaj je narobe z nizkofrekvenčnim AC?

Prvič, problem učinkovitosti transformatorja

Transformator se opira na spremembo magnetnega polja na primarni strani, da zazna povečanje ali znižanje sekundarne strani.Čim počasneje se spreminja frekvenca magnetnega polja, tem šibkejša je indukcija. Skrajni primer je enosmerni tok, indukcije pa sploh ni, zato je frekvenca prenizka.

Drugič, problem moči električne opreme

Hitrost avtomobilskega motorja je na primer njegova frekvenca, kot je 500 vrt/min v prostem teku, 3000 vrt/min pri pospeševanju in prestavljanju, pretvorjeni frekvenci pa sta 8,3 Hz oziroma 50 Hz.To kaže, da višja kot je hitrost, večja je moč motorja.

Na enak način, pri enaki frekvenci, večji kot je motor, večja je izhodna moč, zato so dizelski motorji večji od bencinskih, veliki in močni dizelski motorji pa lahko poganjajo težka vozila, kot so avtobusi.

Na enak način zahteva motor (ali vsi vrteči se stroji) majhnost in veliko izhodno moč. Obstaja samo en način - povečati hitrost, zato frekvenca izmeničnega toka ne sme biti prenizka, saj potrebujemo majhno velikost, a veliko moč. električni motor.

Enako velja za inverterske klimatske naprave, ki krmilijo izhodno moč kompresorja klimatske naprave s spreminjanjem frekvence izmeničnega toka.Če povzamemo, sta moč in frekvenca v določenem območju pozitivno korelirani.

Kaj pa, če je frekvenca visoka?Na primer, kaj pa 400Hz?

Problema sta dva, eden je, da se poveča izguba vodov in opreme, drugi pa, da se generator prehitro vrti.

Najprej se pogovorimo o izgubi. Daljinski vodi, oprema transformatorskih postaj in električna oprema imajo reaktanco. Reaktanca je sorazmerna s frekvenco. manj.

Trenutno je reaktanca 50Hz prenosnega voda približno 0,4 ohma, kar je približno 10-kratnik upora. Če se poveča na 400 Hz, bo reaktanca 3,2 ohma, kar je približno 80-kratnik upora.Za visokonapetostne daljnovode je zmanjšanje reaktanse ključno za izboljšanje prenosne moči.

Reaktanci ustreza tudi kapacitivna reaktanca, ki je obratno sorazmerna s frekvenco. Višja kot je frekvenca, manjša je kapacitivna reaktanca in večji je tok uhajanja v liniji.Če je frekvenca visoka, se bo povečal tudi tok uhajanja v liniji.

Druga težava je hitrost generatorja.Tokovni generator je v bistvu enostopenjski stroj, to je par magnetnih polov.Za ustvarjanje 50Hz električne energije se rotor vrti s 3000 obrati na minuto.Ko število vrtljajev motorja doseže 3.000 vrt/min, lahko jasno začutite vibriranje motorja. Ko se zavrti na 6.000 ali 7.000 vrtljajev na minuto, boste začutili, da bo motor skočil iz pokrova motorja.

Avtomobilski motor je še vedno takšen, da ne omenjamo trdnega železnega rotorja in 100 ton težke parne turbine, ki je tudi razlog za glasen hrup elektrarne.Jekleni rotor, ki tehta 100 ton pri 3000 vrtljajih na minuto, je lažje reči kot narediti. Če je frekvenca trikrat ali štirikrat višja, se ocenjuje, da lahko generator odleti iz delavnice.

Tako težak rotor ima precejšnjo vztrajnost, kar je tudi predpostavka, da elektroenergetski sistem imenujemo inercijski sistem in lahko vzdržuje varno in stabilno delovanje.To je tudi razlog, zakaj občasni viri energije, kot sta veter in sonce, izzivajo tradicionalne vire energije.

Ker se pokrajina hitro spreminja, rotorji, ki tehtajo na desetine ton, zelo počasi zmanjšujejo ali povečujejo izhod zaradi ogromne vztrajnosti (koncept stopnje rampe), ki ne more slediti spremembam vetrne energije in fotovoltaične proizvodnje energije, tako da včasih ga je treba opustiti. Veter in zapuščena svetloba.

Iz tega je razvidno

Razlog, zakaj frekvenca ne more biti prenizka: transformator je lahko zelo učinkovit, motor pa majhen in velik po moči.

Razlog, zakaj frekvenca ne sme biti previsoka: izguba vodov in opreme je lahko majhna, hitrost generatorja pa ni nujno previsoka.

Zato je naša električna energija po izkušnjah in navadi nastavljena na 50 ali 60 Hz.

Čas objave: 6. julij 2022