A világ egyes országai, mint például az Egyesült Királyság és az Egyesült Államok 60 Hz-es váltóáramot használnak, mert tizedesjegyrendszert használnak, ami 12 csillagkép, 12 óra, 12 shilling egyenlő 1 fonttal és így tovább.Később az országok átvették a decimális rendszert, így a frekvencia 50 Hz.
Mi van, ha a frekvencia alacsonyabb?
Cute Dickson a végén a Teslával szemben is kikapott, és az AC legyőzte a DC-t azzal az előnnyel, hogy könnyen változtathatja a feszültségszintet.Azonos átviteli teljesítmény esetén a feszültség növelése csökkenti az átviteli áramot, és csökken a vonalon fogyasztott energia is.Az egyenáramú átvitel másik problémája, hogy nehezen törhető, és ez a probléma még most is probléma.Az egyenáramú átvitel problémája ugyanaz, mint a szikra, amely akkor keletkezik, amikor az elektromos csatlakozót kihúzzák.Amikor az áram elér egy bizonyos szintet, a szikra nem oltható el.Nevezzük „ívnek”.
Váltóáram esetén az áram iránya megváltozik, tehát van idő, amikor az áram átlépi a nullát.Ezzel a kis áramidőponttal le tudjuk vágni az ívoltó készüléken áthaladó vezeték áramot.De az egyenáram iránya nem változik.Enélkül a nulla keresztezési pont nélkül nagyon nehezen tudnánk eloltani az ívet.
A transzformátor a primer oldali mágneses tér változására támaszkodik, hogy érzékelje a szekunder oldal fel- vagy lelépését.Minél lassabban változik a mágneses tér frekvenciája, annál gyengébb az indukció.Az extrém eset a DC, és egyáltalán nincs indukció, így a frekvencia túl alacsony.
Például az autó motorjának fordulatszáma a frekvenciája, például 500 ford./perc alapjáraton, 3000 ford./perc gyorsításkor és váltáskor, az átalakított frekvenciák pedig 8,3 Hz és 50 Hz.Ez azt mutatja, hogy minél nagyobb a fordulatszám, annál nagyobb a motor teljesítménye.
Ugyanígy, ugyanazon a frekvencián, minél nagyobb a motor, annál nagyobb a kimenő teljesítmény, ezért a dízelmotorok nagyobbak, mint a benzinesek, a nagy és erős dízelmotorok pedig nehéz járműveket, például autóbusz-teherautókat vezethetnek.
Ugyanígy a motornak (vagy az összes forgó gépnek) kis méretre és nagy kimeneti teljesítményre van szüksége.Egyetlen lehetőség van – a sebesség növelése, ezért a váltakozó áram frekvenciája nem lehet túl alacsony, mert kis méretre, de nagy teljesítményre van szükségünk.elektromos motor.
Ugyanez igaz az inverteres klímaberendezésekre is, amelyek a váltóáram frekvenciájának változtatásával szabályozzák a klímakompresszor kimeneti teljesítményét.Összefoglalva, a teljesítmény és a frekvencia pozitívan korrelál egy bizonyos tartományon belül.
Mi van, ha a frekvencia magas?Például, mit szólnál a 400 Hz-hez?
Először beszéljünk a veszteségről.Az átviteli vezetékeknek, az alállomási berendezéseknek és az elektromos berendezéseknek egyaránt van reaktanciája.A reaktancia arányos a frekvenciával.Kevésbé.
Jelenleg egy 50 Hz-es távvezeték reaktanciája körülbelül 0,4 ohm, ami körülbelül 10-szerese az ellenállásnak.Ha 400 Hz-re növeljük, a reaktancia 3,2 ohm lesz, ami körülbelül 80-szorosa az ellenállásnak.A nagyfeszültségű távvezetékeknél a reaktancia csökkentése a kulcs az átviteli teljesítmény javításához.
A reaktanciának megfelelően van kapacitív reaktancia is, ami fordítottan arányos a frekvenciával.Minél nagyobb a frekvencia, annál kisebb a kapacitív reaktancia és annál nagyobb a vezeték szivárgási árama.Ha a frekvencia nagy, a vezeték szivárgó árama is megnő.
Egy másik probléma a generátor sebessége.Az áramfejlesztő készlet alapvetően egy egyfokozatú gép, vagyis egy mágneses póluspár.Az 50 Hz-es elektromos áram előállítása érdekében a rotor 3000 ford./perc sebességgel forog.Amikor a motor fordulatszáma eléri a 3000 ford./perc értéket, egyértelműen érezhető a motor rezgése.Amikor 6000-re vagy 7000-re fordul, úgy érzi, hogy a motor mindjárt kiugrik a motorháztetőről.
Mivel a táj gyorsan változik, a több tucat tonnát nyomó rotorok nagyon lassan csökkentik vagy növelik a teljesítményt a hatalmas tehetetlenség (a rámpa fogalma) miatt, amely nem tud lépést tartani a szélenergia és a fotovoltaikus energiatermelés változásával, így néha el kell hagyni.Szél és elhagyott fény.
Ebből is látszik
Az ok, amiért a frekvencia nem lehet túl alacsony: a transzformátor nagyon hatékony lehet, a motor pedig kis méretű és nagy teljesítményű lehet.
Az ok, amiért a frekvencia nem lehet túl magas: a vezetékek és berendezések vesztesége kicsi lehet, és a generátor fordulatszámának sem kell túl magasnak lennie.
Ezért tapasztalat és szokás szerint elektromos energiánkat 50 vagy 60 Hz-re állítjuk be.
Feladás időpontja: 2022-06-06