Por que o motor debería escoller 50HZ AC?|

A vibración do motor é unha das condicións actuais de funcionamento dos motores.Entón, sabes por que os equipos eléctricos, como os motores, usan corrente alterna de 50 Hz en lugar de 60 Hz?

Algúns países do mundo, como o Reino Unido e os Estados Unidos, usan corrente alterna de 60 Hz, porque usan o sistema decimal, que 12 constelacións, 12 horas, 12 xelíns son iguais a 1 libra, etc.Os países posteriores adoptaron o sistema decimal, polo que a frecuencia é de 50 Hz.

Entón, por que escollemos 50Hz AC en lugar de 5Hz ou 400Hz?

E se a frecuencia é menor?

A frecuencia máis baixa é 0, que é DC.Para demostrar que a corrente alterna de Tesla é perigosa, Edison utilizou a corrente alterna para electrocutar un voto de pequenos animais.Se os elefantes son considerados animais pequenos... Obxectivamente falando, baixo o mesmo tamaño de corrente, o corpo humano pode soportar a corrente continua durante máis tempo que O tempo para soportar a corrente alterna está relacionado coa fibrilación ventricular, é dicir, a corrente alterna é máis perigosa.

O bonito Dickson tamén perdeu ante Tesla ao final, e AC venceu a DC coa vantaxe de cambiar facilmente o nivel de voltaxe.No caso dunha mesma potencia de transmisión, o aumento da tensión reducirá a corrente de transmisión e tamén diminuirá a enerxía consumida na liña.Outro problema da transmisión de CC é que é difícil de romper, e este problema segue sendo un problema ata agora.O problema da transmisión de CC é o mesmo que a faísca que se produce cando se desconecta o enchufe eléctrico en momentos habituais.Cando a corrente alcanza un certo nivel, a faísca non se pode apagar.Chamámoslle "arco".

Para a corrente alterna, a corrente cambiará de dirección, polo que hai un momento no que a corrente cruza cero.Usando este pequeno punto de tempo actual, podemos cortar a corrente de liña a través do dispositivo de extinción de arco.Pero a dirección da corrente continua non cambiará.Sen este punto de paso por cero, sería moi difícil para nós apagar o arco.

Que hai de malo coa CA de baixa frecuencia?

En primeiro lugar, o problema da eficiencia do transformador

O transformador depende do cambio do campo magnético no lado primario para detectar o aumento ou a baixada do lado secundario.Canto máis lenta é a frecuencia dos cambios do campo magnético, máis débil é a indución.O caso extremo é DC, e non hai indución, polo que a frecuencia é demasiado baixa.

En segundo lugar, o problema de enerxía dos equipos eléctricos

Por exemplo, a velocidade do motor do coche é a súa frecuencia, como 500 rpm ao ralentí, 3000 rpm ao acelerar e cambiar, e as frecuencias convertidas son 8,3 Hz e 50 Hz respectivamente.Isto demostra que canto maior sexa a velocidade, maior será a potencia do motor.

Do mesmo xeito, á mesma frecuencia, canto maior sexa o motor, maior será a potencia de saída, polo que os motores diésel son máis grandes que a gasolina e os grandes e potentes motores diésel poden conducir vehículos pesados como os camións de autobuses.

Do mesmo xeito, o motor (ou toda a maquinaria rotativa) require tanto un tamaño pequeno como unha gran potencia de saída.Só hai un xeito: aumentar a velocidade, polo que a frecuencia da corrente alterna non pode ser demasiado baixa, porque necesitamos un tamaño pequeno pero alta potencia.motor eléctrico.

O mesmo ocorre cos equipos de aire acondicionado inversor, que controlan a potencia de saída do compresor do aire acondicionado cambiando a frecuencia da corrente alterna.En resumo, potencia e frecuencia están correlacionadas positivamente dentro dun determinado rango.

E se a frecuencia é alta?Por exemplo, que tal 400Hz?

Hai dous problemas, un é que aumenta a perda de liñas e equipos, e o outro é que o xerador xira demasiado rápido.

Falemos primeiro da perda.As liñas de transmisión, os equipos de subestación e os equipos eléctricos teñen reactancia.A reactancia é proporcional á frecuencia.menos.

Na actualidade, a reactancia dunha liña de transmisión de 50 Hz é de aproximadamente 0,4 ohmios, o que é unhas 10 veces a resistencia.Se se aumenta a 400 Hz, a reactancia será de 3,2 ohmios, o que supón unhas 80 veces a resistencia.Para as liñas de transmisión de alta tensión, reducir a reactancia é a clave para mellorar a potencia de transmisión.

Correspondente á reactancia, tamén hai reactancia capacitiva, que é inversamente proporcional á frecuencia.Canto maior sexa a frecuencia, menor será a reactancia capacitiva e maior será a corrente de fuga da liña.Se a frecuencia é alta, a corrente de fuga da liña tamén aumentará.

Outro problema é a velocidade do xerador.O xerador de corrente é basicamente unha máquina dunha soa etapa, é dicir, un par de polos magnéticos.Para xerar electricidade de 50 Hz, o rotor xira a 3000 rpm.Cando a velocidade do motor alcanza as 3.000 rpm, podes sentir claramente como vibra o motor.Cando chegue a 6.000 ou 7.000 rpm, sentirás que o motor está a piques de saír do capó.

O motor do coche segue sendo así, sen esquecer un sólido rotor de ferro e unha turbina de vapor que pesa 100 toneladas, que tamén é a razón do ruído forte da central eléctrica.Un rotor de aceiro que pesa 100 toneladas a 3.000 revolucións por minuto é máis fácil dicir que facelo.Se a frecuencia é tres ou catro veces maior, estímase que o xerador pode saír voando do taller.

Un rotor tan pesado ten unha inercia considerable, que tamén é a premisa de que o sistema de enerxía chámase sistema inercial e pode manter un funcionamento seguro e estable.Tamén é por iso que as fontes de enerxía intermitentes, como a eólica e a solar, desafian as fontes de enerxía tradicionais.

Debido a que o escenario cambia rapidamente, os rotores que pesan decenas de toneladas son moi lentos para reducir ou aumentar a produción debido á enorme inercia (o concepto de velocidade de rampa), que non pode estar ao día cos cambios da enerxía eólica e da xeración de enerxía fotovoltaica, polo que ás veces hai que abandonalo.Vento e luz abandonada.

Pódese ver dende isto

A razón pola que a frecuencia non pode ser demasiado baixa: o transformador pode ser altamente eficiente e o motor pode ser pequeno en tamaño e grande en potencia.

A razón pola que a frecuencia non debe ser demasiado alta: a perda de liñas e equipos pode ser pequena e a velocidade do xerador non ten que ser demasiado alta.

Polo tanto, segundo a experiencia e o hábito, a nosa enerxía eléctrica fíxase en 50 ou 60 Hz.

Hora de publicación: 06-Xul-2022