Kodėl variklis turėtų rinktis 50Hz kintamą?|

Variklio vibracija yra viena iš dabartinių variklių veikimo sąlygų.Taigi, ar žinote, kodėl elektros įranga, pvz., varikliai, naudoja 50 Hz kintamąją srovę, o ne 60 Hz?

Kai kurios pasaulio šalys, pavyzdžiui, Jungtinė Karalystė ir JAV, naudoja 60 Hz kintamąją srovę, nes jose naudojama dešimtainė sistema, kokie 12 žvaigždynų, 12 valandų, 12 šilingų yra lygūs 1 svarai ir pan.Vėliau šalys priėmė dešimtainę sistemą, todėl dažnis yra 50 Hz.

Taigi kodėl mes pasirenkame 50 Hz kintamosios srovės dažnį, o ne 5 Hz ar 400 Hz?

O jei dažnis mažesnis?

Žemiausias dažnis yra 0, tai yra DC.Siekdamas įrodyti, kad Teslos kintamoji srovė yra pavojinga, Edisonas naudojo kintamąją srovę, kad elektra nutrenktų mažus gyvūnus.Jei drambliai laikomi mažais gyvūnais... Objektyviai vertinant, esant tokio pat dydžio srovės srovei, žmogaus kūnas nuolatinę srovę gali atlaikyti ilgiau nei laikas, per kurį reikia atlaikyti kintamąją srovę, yra susijęs su skilvelių virpėjimu, tai yra, kintamoji srovė yra pavojingesnė.

Mielas Dicksonas taip pat galiausiai pralaimėjo Teslai, o kintamoji srovė įveikė nuolatinę srovę, nes lengvai keičia įtampos lygį.Esant tokiai pačiai perdavimo galiai, padidinus įtampą, perdavimo srovė mažės, taip pat sumažės linijoje suvartojama energija.Kita nuolatinės srovės perdavimo problema yra ta, kad ją sunku sulaužyti, ir ši problema išlieka iki šiol.Nuolatinės srovės perdavimo problema yra tokia pati kaip kibirkštis, atsirandanti, kai įprastu metu ištraukiamas elektros kištukas.Kai srovė pasiekia tam tikrą lygį, kibirkštis negali užgesinti.Mes tai vadiname „lanka“.

Kintamosios srovės atveju srovė pakeis kryptį, todėl yra laikas, kai srovė kerta nulį.Naudodami šį nedidelį srovės laiko tašką galime nutraukti linijos srovę per lanko gesinimo įrenginį.Tačiau nuolatinės srovės kryptis nepasikeis.Be šio nulinio kirtimo taško mums būtų labai sunku užgesinti lanką.

Kas negerai su žemo dažnio AC?

Pirma, transformatoriaus efektyvumo problema

Transformatorius remiasi magnetinio lauko pasikeitimu pirminėje pusėje, kad suvoktų antrinės pusės padidėjimą arba sumažinimą.Kuo lėčiau keičiasi magnetinio lauko dažnis, tuo silpnesnė indukcija.Kraštutinis atvejis yra DC, o indukcijos visai nėra, todėl dažnis yra per mažas.

Antra, elektros įrangos galios problema

Pavyzdžiui, automobilio variklio sukimosi dažnis yra jo dažnis, pvz., 500 aps./min dirbant tuščiąja eiga, 3000 aps./min greitėjant ir perjungiant, o konvertuojami dažniai yra atitinkamai 8,3 Hz ir 50 Hz.Tai rodo, kad kuo didesnis greitis, tuo didesnė variklio galia.

Lygiai taip pat tuo pačiu dažniu, kuo didesnis variklis, tuo didesnė išėjimo galia, todėl dyzeliniai varikliai yra didesni nei benzininiai, o dideli ir galingi dyzeliniai varikliai gali vairuoti sunkiasvores transporto priemones, pavyzdžiui, autobusų sunkvežimius.

Lygiai taip pat varikliui (arba visoms besisukančioms mašinoms) reikia ir mažo dydžio, ir didelės išėjimo galios.Yra tik vienas būdas – padidinti greitį, todėl kintamosios srovės dažnis negali būti per mažas, nes reikia mažo dydžio, bet didelės galios.elektrinis variklis.

Tas pats pasakytina ir apie inverterinius oro kondicionierius, kurie valdo oro kondicionieriaus kompresoriaus išėjimo galią keisdami kintamosios srovės dažnį.Apibendrinant galima pasakyti, kad galia ir dažnis yra teigiamai koreliuojami tam tikrame diapazone.

Ką daryti, jei dažnis yra didelis?Pavyzdžiui, kaip apie 400 Hz?

Yra dvi problemos, viena yra ta, kad didėja linijų ir įrangos praradimas, o kita - generatorius sukasi per greitai.

Pirmiausia pakalbėkime apie praradimą.Perdavimo linijos, pastočių įranga ir elektros įranga turi reaktyvumą.Reaktyvumas yra proporcingas dažniui.mažiau.

Šiuo metu 50 Hz perdavimo linijos reaktyvumas yra apie 0,4 omo, o tai yra maždaug 10 kartų didesnė už varžą.Jei jis padidinamas iki 400 Hz, reaktyvumas bus 3,2 omo, o tai yra apie 80 kartų didesnis už pasipriešinimą.Aukštos įtampos perdavimo linijoms reaktyvumo mažinimas yra raktas į perdavimo galios gerinimą.

Atitinkantis reaktyvumą, taip pat yra talpinė reaktyvumas, kuris yra atvirkščiai proporcingas dažniui.Kuo didesnis dažnis, tuo mažesnė talpinė reaktyvinė varža ir didesnė linijos nuotėkio srovė.Jei dažnis didelis, linijos nuotėkio srovė taip pat padidės.

Kita problema – generatoriaus greitis.Dabartinis generatorius iš esmės yra vienos pakopos mašina, tai yra magnetinių polių pora.Norint generuoti 50 Hz elektros energiją, rotorius sukasi 3000 aps./min.Kai variklio sūkiai pasiekia 3000 aps./min., aiškiai jaučiate variklio vibraciją.Kai jis pasisuks iki 6000 ar 7000 aps./min., pajusite, kad variklis tuoj iššoks iš gaubto.

Automobilio variklis vis dar toks, jau nekalbant apie 100 tonų sveriantį vientisą geležies luitų rotorių ir garo turbiną, dėl ko irgi kyla didelis jėgainės triukšmas.Plieninis rotorius, sveriantis 100 tonų, esant 3000 apsisukimų per minutę, lengviau pasakyti nei padaryti.Jei dažnis tris ar keturis kartus didesnis, skaičiuojama, kad generatorius gali išskristi iš dirbtuvių.

Toks sunkus rotorius turi didelę inerciją, kuri taip pat yra prielaida, kad elektros sistema vadinama inercine sistema ir gali išlaikyti saugų ir stabilų darbą.Dėl šios priežasties nuolatiniai energijos šaltiniai, tokie kaip vėjas ir saulė, meta iššūkį tradiciniams energijos šaltiniams.

Kadangi peizažai greitai keičiasi, dešimtis tonų sveriantys rotoriai labai lėtai sumažina arba padidina galią dėl didžiulės inercijos (rampos greičio samprata), kuri negali neatsilikti nuo vėjo ir fotovoltinės energijos gamybos pokyčių, todėl. kartais jo tenka atsisakyti.Vėjas ir apleista šviesa.

Iš to matyti

Priežastis, kodėl dažnis negali būti per mažas: transformatorius gali būti labai efektyvus, o variklis gali būti mažo dydžio ir didelės galios.

Priežastis, kodėl dažnis neturėtų būti per didelis: linijų ir įrangos nuostoliai gali būti nedideli, o generatoriaus greitis neturi būti per didelis.

Todėl pagal patirtį ir įprotį mūsų elektros energija nustatoma 50 arba 60 Hz.

Paskelbimo laikas: 2022-06-06