Einige Länder auf der Welt, wie das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten, verwenden 60-Hz-Wechselstrom, weil sie das Dezimalsystem verwenden, was bedeutet, dass 12 Sternbilder, 12 Stunden, 12 Schilling 1 Pfund usw. entsprechen.Spätere Länder übernahmen das Dezimalsystem, sodass die Frequenz 50 Hz beträgt.
Was ist, wenn die Frequenz niedriger ist?
Am Ende verlor auch Cute Dickson gegen Tesla, und AC schlug DC mit dem Vorteil, dass sich das Spannungsniveau leicht ändern ließ.Bei gleicher Sendeleistung führt eine Erhöhung der Spannung zu einer Verringerung des Sendestroms und auch zu einer Verringerung des Energieverbrauchs auf der Leitung.Ein weiteres Problem der Gleichstromübertragung besteht darin, dass sie schwer zu unterbrechen ist, und dieses Problem besteht bis heute immer noch.Das Problem der Gleichstromübertragung ist das gleiche wie der Funke, der normalerweise beim Herausziehen des Netzsteckers entsteht.Wenn der Strom einen bestimmten Wert erreicht, kann der Funke nicht mehr gelöscht werden.Wir nennen es „Bogen“.
Bei Wechselstrom ändert sich die Stromrichtung, es gibt also einen Zeitpunkt, an dem der Strom den Nulldurchgang durchläuft.Mit diesem kleinen Stromzeitpunkt können wir den Leitungsstrom durch das Lichtbogenlöschgerät unterbrechen.Die Richtung des Gleichstroms ändert sich jedoch nicht.Ohne diesen Nulldurchgangspunkt wäre es für uns sehr schwierig, den Lichtbogen zu löschen.
Der Transformator nutzt die Änderung des Magnetfelds auf der Primärseite, um die Aufwärts- oder Abwärtstransformation der Sekundärseite zu erfassen.Je langsamer sich die Frequenz des Magnetfeldes ändert, desto schwächer ist die Induktion.Der Extremfall ist Gleichstrom, und es gibt überhaupt keine Induktion, daher ist die Frequenz zu niedrig.
Beispielsweise ist die Drehzahl des Automotors seine Frequenz, z. B. 500 U/min im Leerlauf, 3000 U/min beim Beschleunigen und Schalten, und die umgewandelten Frequenzen betragen 8,3 Hz bzw. 50 Hz.Dies zeigt, dass die Leistung des Motors umso größer ist, je höher die Geschwindigkeit ist.
Ebenso gilt bei gleicher Frequenz: Je größer der Motor, desto größer die Ausgangsleistung, weshalb Dieselmotoren größer sind als Benziner und die großen und leistungsstarken Dieselmotoren schwere Fahrzeuge wie Bus-Lkw antreiben können.
Ebenso erfordert der Motor (oder alle rotierenden Maschinen) sowohl eine kleine Größe als auch eine große Ausgangsleistung.Es gibt nur einen Weg – die Geschwindigkeit zu erhöhen, weshalb die Frequenz des Wechselstroms nicht zu niedrig sein darf, denn wir brauchen eine kleine Größe, aber eine hohe Leistung.Elektromotor.
Gleiches gilt für Inverter-Klimaanlagen, die die Ausgangsleistung des Klimakompressors durch Änderung der Frequenz des Wechselstroms steuern.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Leistung und Frequenz innerhalb eines bestimmten Bereichs positiv korrelieren.
Was ist, wenn die Frequenz hoch ist?Wie wäre es zum Beispiel mit 400 Hz?
Lassen Sie uns zunächst über den Verlust sprechen.Übertragungsleitungen, Umspannwerksausrüstung und elektrische Geräte weisen alle eine Reaktanz auf.Die Reaktanz ist proportional zur Frequenz.weniger.
Derzeit beträgt die Reaktanz einer 50-Hz-Übertragungsleitung etwa 0,4 Ohm, was etwa dem Zehnfachen des Widerstands entspricht.Bei einer Erhöhung auf 400 Hz beträgt die Reaktanz 3,2 Ohm, was etwa dem 80-fachen des Widerstands entspricht.Bei Hochspannungsübertragungsleitungen ist die Reduzierung der Reaktanz der Schlüssel zur Verbesserung der Übertragungsleistung.
Entsprechend der Reaktanz gibt es auch die kapazitive Reaktanz, die umgekehrt proportional zur Frequenz ist.Je höher die Frequenz, desto kleiner ist der kapazitive Blindwiderstand und desto größer ist der Leckstrom der Leitung.Bei hoher Frequenz erhöht sich auch der Leckstrom der Leitung.
Ein weiteres Problem ist die Drehzahl des Generators.Der Stromgeneratorsatz ist im Grunde eine einstufige Maschine, also ein Paar Magnetpole.Um 50-Hz-Strom zu erzeugen, dreht sich der Rotor mit 3000 U/min.Wenn die Motordrehzahl 3.000 U/min erreicht, ist das Vibrieren des Motors deutlich zu spüren.Bei 6.000 oder 7.000 U/min spürt man, dass der Motor gleich aus der Haube springt.
Da sich die Landschaft schnell ändert, verringern oder erhöhen die Dutzende Tonnen schweren Rotoren aufgrund der enormen Trägheit (das Konzept der Rampenrate) die Leistung nur sehr langsam und können daher nicht mit den Änderungen der Windkraft- und Photovoltaik-Stromerzeugung mithalten Manchmal muss man darauf verzichten.Wind und verlassenes Licht.
Daraus ist es ersichtlich
Der Grund, warum die Frequenz nicht zu niedrig sein darf: Der Transformator kann einen hohen Wirkungsgrad haben und der Motor kann klein und leistungsstark sein.
Der Grund, warum die Frequenz nicht zu hoch sein sollte: Der Verlust an Leitungen und Geräten kann gering sein und die Generatordrehzahl muss nicht zu hoch sein.
Daher ist unsere elektrische Energie je nach Erfahrung und Gewohnheit auf 50 oder 60 Hz eingestellt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.07.2022