Proč by měl motor zvolit 50 Hz AC?|

Vibrace motoru jsou jednou ze současných provozních podmínek motorů.Takže víte, proč elektrická zařízení, jako jsou motory, používají střídavý proud 50 Hz místo 60 Hz?

Některé země na světě, jako je Spojené království a Spojené státy, používají 60Hz střídavý proud, protože používají desítkovou soustavu, 12 souhvězdí, 12 hodin, 12 šilinků se rovná 1 libře a tak dále.Pozdější země přijaly desítkový systém, takže frekvence je 50 Hz.

Proč tedy volíme 50Hz AC místo 5Hz nebo 400Hz?

Co když je frekvence nižší?

Nejnižší frekvence je 0, což je DC.Aby dokázal, že Teslov střídavý proud je nebezpečný, Edison použil střídavý proud k usmrcení malých zvířat elektrickým proudem.Jsou-li sloni považováni za malá zvířata… Objektivně řečeno, při stejné velikosti proudu vydrží lidské tělo stejnosměrný proud déle než Doba výdrže střídavého proudu souvisí s fibrilací komor, to znamená, že střídavý proud je nebezpečnější.

Roztomilý Dickson nakonec také prohrál s Teslou a AC porazilo DC s výhodou snadné změny úrovně napětí.V případě stejného vysílacího výkonu se zvýšením napětí sníží vysílací proud a sníží se i energie spotřebovaná na vedení.Dalším problémem stejnosměrného přenosu je to, že je obtížné jej zlomit a tento problém je stále problémem až do současnosti.Problém stejnosměrného přenosu je stejný jako jiskra, která vzniká při vytažení elektrické zástrčky v běžných časech.Když proud dosáhne určité úrovně, jiskru nelze uhasit.Říkáme tomu „oblouk“.

U střídavého proudu bude proud měnit směr, takže nastane čas, kdy proud překročí nulu.Pomocí tohoto malého aktuálního časového bodu můžeme přerušit linkový proud přes zhášecí zařízení oblouku.Směr stejnosměrného proudu se ale nezmění.Bez tohoto nulového bodu křížení bychom oblouk uhasili jen velmi těžko.

Co je špatného na nízkofrekvenčním střídavém proudu?

Za prvé, problém účinnosti transformátoru

Transformátor spoléhá na změnu magnetického pole na primární straně, aby snímal zvýšení nebo snížení sekundární strany.Čím pomaleji se mění frekvence magnetického pole, tím slabší je indukce.Extrémním případem je stejnosměrný proud a není zde vůbec žádná indukce, takže frekvence je příliš nízká.

Za druhé, problém napájení elektrických zařízení

Například otáčky motoru automobilu jsou jeho frekvence, jako je 500 ot./min při volnoběhu, 3000 ot./min. při akceleraci a řazení a převedené frekvence jsou 8,3 Hz a 50 Hz.To ukazuje, že čím vyšší otáčky, tím větší výkon motoru.

Stejně tak při stejné frekvenci, čím větší motor, tím větší výstupní výkon, proto jsou dieselové motory větší než benzínové a velké a výkonné naftové motory mohou řídit těžká vozidla, jako jsou autobusy.

Stejně tak motor (nebo všechny rotační stroje) vyžaduje jak malou velikost, tak velký výstupní výkon.Existuje pouze jeden způsob – zvýšit rychlost, proto frekvence střídavého proudu nemůže být příliš nízká, protože potřebujeme malý rozměr, ale vysoký výkon.elektrický motor.

Totéž platí pro invertorové klimatizace, které řídí výstupní výkon kompresoru klimatizace změnou frekvence střídavého proudu.Stručně řečeno, výkon a frekvence jsou v určitém rozsahu pozitivně korelovány.

Co když je frekvence vysoká?Co například 400 Hz?

Existují dva problémy, jeden je, že se zvyšuje ztráta vedení a zařízení, a druhý je, že se generátor otáčí příliš rychle.

Nejprve si promluvme o ztrátě.Přenosová vedení, zařízení rozvoden a elektrická zařízení mají všechny reaktanci.Reaktance je úměrná frekvenci.méně.

V současnosti je reaktance 50Hz přenosové linky asi 0,4 ohmu, což je asi 10násobek odporu.Pokud se zvýší na 400 Hz, bude reaktance 3,2 ohmu, což je asi 80krát větší odpor.U vysokonapěťových přenosových vedení je snížení reaktance klíčem ke zlepšení vysílacího výkonu.

Reaktanci odpovídá i kapacitní reaktance, která je nepřímo úměrná frekvenci.Čím vyšší frekvence, tím menší je kapacitní reaktance a tím větší svodový proud vedení.Pokud je frekvence vysoká, zvýší se také svodový proud vedení.

Dalším problémem je rychlost generátoru.Soustrojí generátoru proudu je v podstatě jednostupňový stroj, tedy dvojice magnetických pólů.Aby se vyrobila elektřina 50 Hz, rotor se otáčí rychlostí 3000 ot./min.Když otáčky motoru dosáhnou 3 000 ot./min., je zřetelně cítit, jak motor vibruje.Když se točí na 6000 nebo 7000 otáček, budete mít pocit, že se motor chystá vyskočit z kapoty.

Motor auta je stále takový, nemluvě o pevném železném rotoru a parní turbíně o hmotnosti 100 tun, což je také důvod velkého hluku elektrárny.Ocelový rotor o hmotnosti 100 tun při 3 000 otáčkách za minutu se snadněji řekne, než udělá.Pokud je frekvence třikrát nebo čtyřikrát vyšší, odhaduje se, že generátor může vylétnout z dílny.

Takto těžký rotor má značnou setrvačnost, což je také předpoklad, že energetický systém se nazývá inerciální systém a dokáže udržet bezpečný a stabilní provoz.To je také důvod, proč přerušované zdroje energie, jako je vítr a slunce, zpochybňují tradiční zdroje energie.

Protože se scenérie rychle mění, rotory vážící desítky tun velmi pomalu snižují nebo zvyšují výkon kvůli obrovské setrvačnosti (koncept rampové rychlosti), která nemůže držet krok se změnami větrné energie a výroby fotovoltaické energie, takže někdy se to musí opustit.Vítr a opuštěné světlo.

Z toho je to vidět

Důvod, proč frekvence nemůže být příliš nízká: transformátor může být vysoce účinný a motor může mít malou velikost a velký výkon.

Důvod, proč by frekvence neměla být příliš vysoká: ztráta vedení a zařízení může být malá a rychlost generátoru nemusí být příliš vysoká.

Proto je naše elektrická energie podle zkušeností a zvyku nastavena na 50 nebo 60 Hz.

Čas odeslání: Červenec-06-2022