Perché il motore dovrebbe scegliere 50HZ AC?|

La vibrazione del motore è una delle attuali condizioni operative dei motori.Quindi, sai perché le apparecchiature elettriche come i motori utilizzano corrente alternata a 50 Hz anziché a 60 Hz?

Alcuni paesi nel mondo, come il Regno Unito e gli Stati Uniti, usano la corrente alternata a 60Hz, perché usano il sistema decimale, per cui 12 costellazioni, 12 ore, 12 scellini equivalgono a 1 sterlina e così via.I paesi successivi hanno adottato il sistema decimale, quindi la frequenza è 50Hz.

Allora perché scegliamo 50 Hz CA anziché 5 Hz o 400 Hz?

Cosa succede se la frequenza è inferiore?

La frequenza più bassa è 0, che è CC.Per dimostrare che la corrente alternata di Tesla è pericolosa, Edison usò la corrente alternata per fulminare alcuni piccoli animali.Se gli elefanti sono considerati piccoli animali… Oggettivamente parlando, a parità di corrente, il corpo umano può resistere alla corrente continua per un periodo più lungo di Il tempo per resistere alla corrente alternata è legato alla fibrillazione ventricolare, cioè la corrente alternata è più pericolosa.

Alla fine anche il simpatico Dickson ha perso contro Tesla e l'AC ha battuto la DC con il vantaggio di cambiare facilmente il livello di tensione.A parità di potenza di trasmissione, l'aumento della tensione ridurrà la corrente di trasmissione e diminuirà anche l'energia consumata sulla linea.Un altro problema della trasmissione DC è che è difficile da interrompere e questo problema è ancora un problema fino ad ora.Il problema della trasmissione della corrente continua è lo stesso della scintilla che si verifica quando si stacca la spina elettrica in tempi normali.Quando la corrente raggiunge un certo livello, la scintilla non può essere estinta.Lo chiamiamo “arco”.

Per la corrente alternata, la corrente cambierà direzione, quindi c'è un momento in cui la corrente attraversa lo zero.Utilizzando questo piccolo punto temporale della corrente, possiamo interrompere la corrente di linea attraverso il dispositivo di estinzione dell'arco.Ma la direzione della corrente continua non cambierà.Senza questo punto di passaggio per lo zero, sarebbe molto difficile per noi estinguere l’arco.

Cosa c'è che non va nell'aria condizionata a bassa frequenza?

Innanzitutto, il problema dell’efficienza del trasformatore

Il trasformatore si basa sulla variazione del campo magnetico sul lato primario per rilevare l'aumento o la riduzione del lato secondario.Quanto più lentamente cambia la frequenza del campo magnetico, tanto più debole è l'induzione.Il caso estremo è la corrente continua e non c'è alcuna induzione, quindi la frequenza è troppo bassa.

In secondo luogo, il problema energetico delle apparecchiature elettriche

Ad esempio, la velocità del motore di un'auto è la sua frequenza, ad esempio 500 giri al minuto al minimo, 3000 giri al minuto durante l'accelerazione e il cambio, e le frequenze convertite sono rispettivamente 8,3 Hz e 50 Hz.Ciò dimostra che maggiore è la velocità, maggiore è la potenza del motore.

Allo stesso modo, alla stessa frequenza, più grande è il motore, maggiore è la potenza in uscita, motivo per cui i motori diesel sono più grandi della benzina, e i grandi e potenti motori diesel possono guidare veicoli pesanti come gli autobus.

Allo stesso modo, il motore (o tutte le macchine rotanti) richiede sia piccole dimensioni che una grande potenza erogata.C'è solo un modo: aumentare la velocità, motivo per cui la frequenza della corrente alternata non può essere troppo bassa, perché abbiamo bisogno di dimensioni ridotte ma di potenza elevata.motore elettrico.

Lo stesso vale per i condizionatori inverter, che controllano la potenza in uscita del compressore del climatizzatore modificando la frequenza della corrente alternata.In sintesi, potenza e frequenza sono correlate positivamente entro un certo intervallo.

Cosa succede se la frequenza è alta?Ad esempio, che ne dici di 400Hz?

Ci sono due problemi, uno è che la perdita di linee e attrezzature aumenta, e l'altro è che il generatore gira troppo velocemente.

Parliamo prima della perdita.Le linee di trasmissione, le apparecchiature delle sottostazioni e le apparecchiature elettriche hanno tutte reattanza.La reattanza è proporzionale alla frequenza.meno.

Attualmente, la reattanza di una linea di trasmissione a 50 Hz è di circa 0,4 ohm, ovvero circa 10 volte la resistenza.Se viene aumentata a 400 Hz, la reattanza sarà di 3,2 ohm, ovvero circa 80 volte la resistenza.Per le linee di trasmissione ad alta tensione, ridurre la reattanza è la chiave per migliorare la potenza di trasmissione.

In corrispondenza della reattanza esiste anche la reattanza capacitiva, che è inversamente proporzionale alla frequenza.Maggiore è la frequenza, minore è la reattanza capacitiva e maggiore la corrente di dispersione della linea.Se la frequenza è elevata, aumenterà anche la corrente di dispersione della linea.

Un altro problema è la velocità del generatore.Il gruppo elettrogeno di corrente è sostanzialmente una macchina monostadio, cioè una coppia di poli magnetici.Per generare elettricità a 50 Hz, il rotore ruota a 3000 giri al minuto.Quando il regime del motore raggiunge i 3.000 giri al minuto, puoi sentire chiaramente le vibrazioni del motore.Quando raggiunge i 6.000 o 7.000 giri, sentirete che il motore sta per saltare fuori dal cofano.

Il motore dell'auto è ancora così, per non parlare del rotore in ferro massiccio e della turbina a vapore del peso di 100 tonnellate, che è anche la ragione del forte rumore della centrale elettrica.Un rotore in acciaio che pesa 100 tonnellate a 3.000 giri al minuto è più facile a dirsi che a farsi.Se la frequenza è tre o quattro volte più alta, si stima che il generatore possa volare fuori dall'officina.

Un rotore così pesante ha un'inerzia considerevole, che è anche la premessa per cui il sistema di alimentazione è chiamato sistema inerziale e può mantenere un funzionamento sicuro e stabile.È anche il motivo per cui le fonti di energia intermittenti come l’eolico e il solare sfidano le fonti di energia tradizionali.

Poiché lo scenario cambia rapidamente, i rotori che pesano decine di tonnellate sono molto lenti nel ridurre o aumentare la produzione a causa dell'enorme inerzia (il concetto di velocità di rampa), che non riesce a tenere il passo con i cambiamenti dell'energia eolica e della generazione di energia fotovoltaica, quindi a volte deve essere abbandonato.Vento e luce abbandonata.

Lo si può vedere da questo

Il motivo per cui la frequenza non può essere troppo bassa: il trasformatore può essere altamente efficiente e il motore può essere di piccole dimensioni e di grande potenza.

Il motivo per cui la frequenza non dovrebbe essere troppo alta: la perdita di linee e apparecchiature può essere piccola e la velocità del generatore non deve essere necessariamente troppo alta.

Quindi, a seconda dell'esperienza e delle abitudini, la nostra energia elettrica è fissata a 50 o 60 Hz.

Orario di pubblicazione: 06-lug-2022