Một số quốc gia trên thế giới, chẳng hạn như Vương quốc Anh và Hoa Kỳ, sử dụng dòng điện xoay chiều 60Hz, vì họ sử dụng hệ thập phân, 12 chòm sao, 12 giờ, 12 shilling tương đương với 1 pound, v.v.Các nước sau này áp dụng hệ thập phân nên tần số là 50Hz.
Nếu tần số thấp hơn thì sao?
Dickson dễ thương cuối cùng cũng thua Tesla, AC đánh bại DC với ưu điểm dễ dàng thay đổi cấp điện áp.Trong trường hợp cùng công suất truyền tải, việc tăng điện áp sẽ làm giảm dòng điện truyền tải, năng lượng tiêu thụ trên đường dây cũng giảm.Một vấn đề khác của truyền tải DC là rất khó bị hỏng và vấn đề này vẫn còn tồn tại cho đến tận bây giờ.Vấn đề truyền tải DC cũng giống như vấn đề tia lửa điện xảy ra khi rút phích cắm điện vào thời điểm bình thường.Khi dòng điện đạt đến một mức nhất định thì tia lửa không thể bị dập tắt.Chúng tôi gọi nó là "vòng cung".
Đối với dòng điện xoay chiều, dòng điện sẽ đổi chiều nên có lúc dòng điện vượt qua số 0.Sử dụng thời điểm dòng điện nhỏ này, chúng ta có thể cắt dòng điện qua thiết bị dập hồ quang.Nhưng hướng của dòng điện một chiều sẽ không thay đổi.Nếu không có điểm giao nhau bằng 0 này, chúng ta sẽ rất khó dập tắt được vòng cung.
Máy biến áp dựa vào sự thay đổi của từ trường ở phía sơ cấp để cảm nhận sự tăng hoặc giảm của phía thứ cấp.Tần số của từ trường thay đổi càng chậm thì cảm ứng càng yếu.Trường hợp cực đoan là DC và hoàn toàn không có cảm ứng nên tần số quá thấp.
Ví dụ: tốc độ của động cơ ô tô là tần số của nó, chẳng hạn như 500 vòng/phút khi chạy không tải, 3000 vòng/phút khi tăng tốc và chuyển số, và tần số chuyển đổi lần lượt là 8,3Hz và 50Hz.Điều này cho thấy tốc độ càng cao thì công suất của động cơ càng lớn.
Tương tự như vậy, ở cùng một tần số, động cơ càng lớn thì công suất ra càng lớn, đó là lý do tại sao động cơ diesel có kích thước lớn hơn động cơ xăng, động cơ diesel to và mạnh có thể lái các loại xe hạng nặng như xe buýt.
Tương tự như vậy, động cơ (hoặc tất cả các máy móc quay) đều yêu cầu cả kích thước nhỏ và công suất đầu ra lớn.Chỉ có một cách – tăng tốc độ, đó là lý do tại sao tần số của dòng điện xoay chiều không thể quá thấp, vì chúng ta cần kích thước nhỏ nhưng công suất cao.động cơ điện.
Điều tương tự cũng đúng với máy điều hòa không khí biến tần, điều khiển công suất đầu ra của máy nén điều hòa bằng cách thay đổi tần số của dòng điện xoay chiều.Tóm lại, công suất và tần số có mối tương quan dương trong một phạm vi nhất định.
Nếu tần số cao thì sao?Ví dụ, còn 400Hz thì sao?
Trước tiên hãy nói về sự mất mát.Đường dây truyền tải, thiết bị trạm biến áp và thiết bị điện đều có điện kháng.Điện kháng tỷ lệ thuận với tần số.ít hơn.
Hiện tại, điện kháng của đường truyền 50Hz là khoảng 0,4 ohms, gấp khoảng 10 lần điện trở.Nếu tăng lên 400Hz thì điện kháng sẽ là 3,2 ohm, gấp khoảng 80 lần điện trở.Đối với đường dây truyền tải điện áp cao, việc giảm điện kháng là chìa khóa để nâng cao công suất truyền tải.
Tương ứng với điện kháng còn có điện kháng, tỉ lệ nghịch với tần số.Tần số càng cao thì điện kháng điện dung càng nhỏ và dòng điện rò của đường dây càng lớn.Nếu tần số cao thì dòng điện rò của đường dây cũng sẽ tăng lên.
Một vấn đề khác là tốc độ của máy phát điện.Bộ máy phát điện hiện tại về cơ bản là một máy một tầng, tức là một cặp cực từ.Để tạo ra dòng điện có tần số 50Hz, rôto quay với tốc độ 3000 vòng/phút.Khi tốc độ động cơ đạt 3.000 vòng/phút, bạn có thể cảm nhận rõ ràng độ rung của động cơ.Khi chuyển sang vòng tua 6.000 hoặc 7.000 vòng/phút, bạn sẽ có cảm giác động cơ sắp vọt ra khỏi mui xe.
Do khung cảnh thay đổi nhanh chóng nên các cánh quạt nặng hàng chục tấn rất chậm trong việc giảm hoặc tăng công suất do quán tính rất lớn (khái niệm về tốc độ dốc), không thể theo kịp sự thay đổi của năng lượng gió và phát điện quang điện, do đó đôi khi nó phải bị bỏ rơi.Gió và ánh sáng bị bỏ rơi.
Có thể thấy từ điều này
Lý do tại sao tần số không thể quá thấp: máy biến áp có thể có hiệu suất cao và động cơ có thể có kích thước nhỏ và công suất lớn.
Lý do tại sao tần số không nên quá cao: tổn thất đường dây và thiết bị có thể nhỏ và tốc độ máy phát không cần quá cao.
Vì vậy, theo kinh nghiệm và thói quen, năng lượng điện của chúng ta được đặt ở tần số 50 hoặc 60 Hz.
Thời gian đăng: Jul-06-2022