מדינות מסוימות בעולם, כמו בריטניה וארצות הברית, משתמשות בזרם חילופין של 60Hz, מכיוון שהן משתמשות בשיטה העשרונית, אילו 12 קבוצות כוכבים, 12 שעות, 12 שילינג שווים ל-1 פאונד וכן הלאה.מדינות מאוחרות יותר אימצו את השיטה העשרונית, כך שהתדר הוא 50Hz.
מה אם התדירות נמוכה יותר?
דיקסון החמוד הפסיד גם לטסלה בסופו של דבר, ו-AC ניצח את DC עם היתרון של שינוי קל ברמת המתח.במקרה של אותו כוח שידור, הגדלת המתח תפחית את זרם השידור, וגם האנרגיה הנצרכת בקו תקטן.בעיה נוספת של שידור DC היא שקשה להישבר, והבעיה הזו היא עדיין בעיה עד עכשיו.הבעיה של שידור DC זהה לניצוץ שמתרחש כאשר תקע את התקע החשמלי בזמנים רגילים.כאשר הזרם מגיע לרמה מסוימת, לא ניתן לכבות את הניצוץ.אנחנו קוראים לזה "קשת".
עבור זרם חילופין, הזרם ישנה כיוון, ולכן יש זמן שבו הזרם חוצה אפס.באמצעות נקודת הזמן הקטנה של הזרם, נוכל לנתק את זרם הקו דרך מכשיר כיבוי הקשת.אבל כיוון זרם ה-DC לא ישתנה.ללא נקודת החצייה הזו, יהיה לנו קשה מאוד לכבות את הקשת.
השנאי מסתמך על השינוי של השדה המגנטי בצד הראשוני כדי לחוש את העלייה או הירידה של הצד המשני.ככל שתדר השדה המגנטי משתנה לאט יותר, האינדוקציה חלשה יותר.המקרה הקיצוני הוא DC, ואין אינדוקציה כלל, ולכן התדר נמוך מדי.
לדוגמה, המהירות של מנוע המכונית היא התדר שלו, כגון 500 סל"ד במצב סרק, 3000 סל"ד בהאצה והסטה, והתדרים המומרים הם 8.3Hz ו-50Hz בהתאמה.זה מראה שככל שהמהירות גבוהה יותר, כך גדל כוחו של המנוע.
באותו אופן, באותה תדירות, ככל שהמנוע גדול יותר, הספק התפוקה גדול יותר, ולכן מנועי דיזל גדולים יותר מבנזין, ומנועי הדיזל הגדולים והחזקים יכולים להניע כלי רכב כבדים כמו משאיות אוטובוס.
באותו אופן, המנוע (או כל המכונות המסתובבות) דורש גם גודל קטן וגם הספק פלט גדול.יש רק דרך אחת - להגביר את המהירות, וזו הסיבה שהתדירות של זרם החילופין לא יכולה להיות נמוכה מדי, כי אנחנו צריכים גודל קטן אבל הספק גבוה.מנוע חשמלי.
הדבר נכון גם לגבי מזגני אינוורטר, השולטים בהספק המוצא של מדחס המזגן על ידי שינוי תדירות זרם החילופין.לסיכום, הספק ותדר נמצאים בקורלציה חיובית בטווח מסוים.
מה אם התדירות גבוהה?למשל, מה דעתך על 400Hz?
בוא נדבר קודם על הפסד.קווי תמסורת, ציוד תחנות משנה וציוד חשמלי לכולם יש תגובתיות.התגובה פרופורציונלית לתדר.פָּחוֹת.
נכון להיום, התגובה של קו תמסורת 50Hz היא בערך 0.4 אוהם, שזה בערך פי 10 מההתנגדות.אם הוא מוגדל ל-400Hz, התגובה תהיה 3.2 אוהם, שהם בערך פי 80 מההתנגדות.עבור קווי תמסורת במתח גבוה, הפחתת התגובה היא המפתח לשיפור כוח השידור.
בהתאם לתגובה, יש גם תגובה קיבולית, שהיא ביחס הפוך לתדר.ככל שהתדר גבוה יותר, התגובה הקיבולית קטנה יותר וזרם הזליגה של הקו גדול יותר.אם התדירות גבוהה, גם זרם הדליפה של הקו יגדל.
בעיה נוספת היא מהירות הגנרטור.סט מחולל הזרם הוא בעצם מכונה חד-שלבית, כלומר זוג קטבים מגנטיים.על מנת לייצר חשמל 50Hz, הרוטור מסתובב ב-3000 סל"ד.כאשר מהירות המנוע מגיעה ל-3,000 סל"ד, ניתן להרגיש בבירור את רטט המנוע.כאשר הוא יפנה ל-6,000 או 7,000 סל"ד, תרגישו שהמנוע עומד לקפוץ ממכסה המנוע.
מכיוון שהנוף משתנה במהירות, הרוטורים השוקלים עשרות טונות מאוד איטיים להפחית או להגדיל את התפוקה בגלל האינרציה העצומה (המושג של קצב הרמפה), שלא יכול לעמוד בקצב השינויים של כוח הרוח וייצור החשמל הפוטו-וולטאי, ולכן לפעמים צריך לנטוש את זה.רוח ואור נטוש.
אפשר לראות מזה
הסיבה לכך שהתדר לא יכול להיות נמוך מדי: השנאי יכול להיות יעיל ביותר, והמנוע יכול להיות קטן בגודלו וגדול בעוצמתו.
הסיבה לכך שהתדירות לא צריכה להיות גבוהה מדי: אובדן קווים וציוד יכול להיות קטן, ומהירות הגנרטור לא צריכה להיות גבוהה מדי.
לכן, לפי הניסיון וההרגל, האנרגיה החשמלית שלנו מוגדרת ל-50 או 60 הרץ.
זמן פרסום: יולי-06-2022