世界上有些國家,例如英美用的是60Hz的交流電,因為采用的是十二進(jìn)制,什么12星座、12小時(shí)、12先令等于1英鎊等等。后來(lái)的國家都采用十進(jìn)制了,所以頻率是50Hz。
而直流送電另一個(gè)問(wèn)題是難以開(kāi)斷,直到現在這個(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 )出現電火花一樣,當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”。
同樣道理,在相同頻率下,發(fā)動(dòng)機越大,輸出功率越大,這也是為什么柴油機個(gè)頭都比汽油大的原因,個(gè)兒大勁兒大的柴油機才能帶動(dòng)公交卡車(chē)等重型汽車(chē)。
變頻空調也是同樣的道理,通過(guò)變換交流電的頻率,來(lái)控制空調壓縮機的輸出功率??傊?,功率與頻率在一定范圍內正相關(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)路和設備的損耗增加,二是發(fā)電機轉速過(guò)快。
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。對于高壓輸電線(xiàn)路,降低電抗是提高輸電功率的關(guān)鍵。
另一個(gè)問(wèn)題是發(fā)電機的轉速?,F在的發(fā)電機組基本是單級機,也就是一對磁極。為了發(fā)出50Hz的電,轉子每分鐘轉速要達到3000轉。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機轉速達到3000轉時(shí),就能明顯感覺(jué)引擎在振動(dòng)作響了,轉到六七千轉時(shí),你就會(huì )覺(jué)得發(fā)動(dòng)機快跳出引擎蓋了。
如此重的轉子具有相當大的慣性,這也是電力系統被稱(chēng)為慣性系統,能保持安全穩定運行的前提。同樣也是為什么風(fēng)電和太陽(yáng)能這種間歇性電源對傳統電源提出挑戰的原因。
頻率不能太低的原因:變壓器能效率高,電動(dòng)機可以個(gè)頭小功率大。
因此根據經(jīng)驗和習慣,我們的電能就被定在在50或60Hz。
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