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本帖最后由 twq19810302 于 2023-1-5 15:06 編輯
電動(dòng)機(jī)振動(dòng)是電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀之一,那么,你們知道電動(dòng)機(jī)等電器設(shè)備使用的為什么是50Hz的交流電,,而不是60Hz呢?
世界上有些國(guó)家,,例如英美用的是60Hz的交流電,,因?yàn)椴捎玫氖鞘M(jìn)制,什么12星座,、12小時(shí),、12先令等于1英鎊等等。后來(lái)的國(guó)家都采用十進(jìn)制了,,所以頻率是50Hz,。
那么,我們?yōu)槭裁匆x用50Hz的交流電,,而不是5Hz或400Hz呢,?
頻率最低就是0,,也就是直流,。當(dāng)年愛(ài)迪生為了證明特斯拉的交流電有危險(xiǎn),用交流電電死了一票小動(dòng)物,,如果大象也算小動(dòng)物的話(huà)…客觀(guān)上說(shuō),,同樣的電流大小下,人體耐受直流電的時(shí)間是要長(zhǎng)于耐受交流電的時(shí)間,,跟心室震顫什么的有關(guān)系,,也就是交流電更危險(xiǎn)。
可愛(ài)迪生最后也還是輸給了特斯拉,,交流電憑借方便改變電壓等級(jí)的優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)勝了直流電,。在輸送功率相同的情況下,提高電壓,送電電流會(huì)減小,,消耗在線(xiàn)路上的能量也會(huì)隨之降低
而直流送電另一個(gè)問(wèn)題是難以開(kāi)斷,,直到現(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題依舊是個(gè)困擾。直流輸電的問(wèn)題同平時(shí)拔電器插銷(xiāo)時(shí)會(huì)出現(xiàn)電火花一樣,,當(dāng)電流大到一定程度時(shí),,這個(gè)電火花是無(wú)法熄滅的,我們稱(chēng)之為“電弧”,。
對(duì)于交流電而言,,電流會(huì)改變方向,因而有電流過(guò)零的時(shí)刻,,利用這個(gè)小電流時(shí)間點(diǎn),,我們可以通過(guò)滅弧裝置切斷線(xiàn)路電流。但直流電流方向不會(huì)改變,,沒(méi)有這個(gè)過(guò)零點(diǎn),,我們想要滅弧就很難了。
低頻交流電有什么問(wèn)題,?
一,、變壓器效率的問(wèn)題
變壓器是靠原邊的磁場(chǎng)變化,感應(yīng)到副邊升壓或降壓的,。磁場(chǎng)變化的頻率越慢,,感應(yīng)是越弱的,極端情況就是直流,,根本沒(méi)有感應(yīng),所以頻率太低了不行,。
二,、用電設(shè)備功率問(wèn)題
舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就是他的頻率,,比如怠速時(shí)500轉(zhuǎn)/分鐘,,加速換擋時(shí)是3000轉(zhuǎn)/分鐘,換算成頻率分別是8.3Hz和50Hz,。這就看出來(lái)了,,轉(zhuǎn)速越高,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大,。
同樣道理,,在相同頻率下,發(fā)動(dòng)機(jī)越大,,輸出功率越大,,這也是為什么柴油機(jī)個(gè)頭都比汽油大的原因,個(gè)兒大勁兒大的柴油機(jī)才能帶動(dòng)公交卡車(chē)等重型汽車(chē)。
同理,,電動(dòng)機(jī)(或者說(shuō)一切轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械)既要求個(gè)頭小,,要求輸出功率大,只有一個(gè)辦法——提高轉(zhuǎn)速,,這也就是為什么交流電頻率不能太低的原因,,因?yàn)槲覀冃枰獋(gè)頭小但功率大的電動(dòng)機(jī)。
變頻空調(diào)也是同樣的道理,,通過(guò)變換交流電的頻率,,來(lái)控制空調(diào)壓縮機(jī)的輸出功率�,?傊�,,功率與頻率在一定范圍內(nèi)正相關(guān)。
再說(shuō)說(shuō)頻率大了會(huì)怎么樣,?
比如定在400Hz怎么樣,?
兩個(gè)問(wèn)題,一是線(xiàn)路和設(shè)備的損耗增加,,二是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快,。
先來(lái)講損耗,輸電線(xiàn)路,、變電設(shè)備,、用電設(shè)備,都是有電抗的,,電抗與頻率成正比,,頻率越高,電抗越大,,消耗的無(wú)功就越大,,能傳遞的有功功率就越少。
目前50Hz輸電線(xiàn)路的電抗約0.4歐姆,,約是電阻的10倍,,如果提高到400Hz,那電抗將是3.2歐姆,,約是電阻的80倍,。對(duì)于高壓輸電線(xiàn)路,降低電抗是提高輸電功率的關(guān)鍵,。
與電抗相對(duì)應(yīng)的還有容抗,,容抗和頻率成反比,頻率越高,,容抗越小,,線(xiàn)路的泄漏電流越大,。如果頻率高了,則線(xiàn)路的泄漏電流也會(huì)增加,。
另一個(gè)問(wèn)題是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速�,,F(xiàn)在的發(fā)電機(jī)組基本是單級(jí)機(jī),也就是一對(duì)磁極,。為了發(fā)出50Hz的電,,轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)速要達(dá)到3000轉(zhuǎn)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)時(shí),,就能明顯感覺(jué)引擎在振動(dòng)作響了,,轉(zhuǎn)到六七千轉(zhuǎn)時(shí),你就會(huì)覺(jué)得發(fā)動(dòng)機(jī)快跳出引擎蓋了,。
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尚且如此,,更何況是一個(gè)重達(dá)百?lài)嵉膶?shí)心鐵疙瘩轉(zhuǎn)子與汽輪機(jī),這也是發(fā)電廠(chǎng)的噪音很大的原因,。一個(gè)重達(dá)百?lài)嵉匿撧D(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)談何容易,,如果頻率再高三四倍,估計(jì)發(fā)電機(jī)能飛出廠(chǎng)房了,。
如此重的轉(zhuǎn)子具有相當(dāng)大的慣性,,這也是電力系統(tǒng)被稱(chēng)為慣性系統(tǒng),能保持安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提,。同樣也是為什么風(fēng)電和太陽(yáng)能這種間歇性電源對(duì)傳統(tǒng)電源提出挑戰(zhàn)的原因,。
因?yàn)轱L(fēng)光變化很快,幾十噸重的轉(zhuǎn)子由于巨大的慣性,,要減少出力或增加出力的速度很慢(爬坡率的概念),,跟不上風(fēng)電和光伏發(fā)電的變化,所以有時(shí)不得不棄風(fēng)和棄光,。
綜上所述
頻率不能太低的原因:變壓器能效率高,,電動(dòng)機(jī)可以個(gè)頭小功率大。
頻率不能太高的原因:線(xiàn)路和設(shè)備可以損耗小,,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不必過(guò)高,。
因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣,,我們的電能就被定在在50或60Hz,。
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