Меня просто поразило, что коммунальные компании по всему миру снабжают внутренних пользователей частотой 50/60 Гц. Можно было выбрать 10 Гц или 100 Гц ...
Был ли 50/60 выбран случайным образом? Есть ли какое-то обоснование (эффективность, простота конструирования / контроля и т. Д.) В ограничении внутреннего питания до 50/60 Гц?
Другими словами, если бы я проектировал энергосистему, почему я выбрал бы 50/60 Гц вместо какой-то другой частоты?
Ответы:
60 Гц был результатом инженерных компромиссов, я думаю, сделанных или под влиянием Николая Тесла. Он был одним из первых сторонников распространения AC, в отличие от Эдисона, который хотел распространять DC. Компромисс был связан с размером необходимых машин и трансформаторов, которые становятся меньше с более высокой частотой, и некоторыми потерями, которые увеличиваются с частотой. Я помню, как читал, что в ходе тщательного изучения было принято решение выбрать 60 Гц.
50 Гц, с другой стороны, было связано с маркетингом. Был немецкий производитель электросетевого оборудования, который хотел выделиться и ему удалось добиться 50-Гц проталкивания в качестве стандарта в Германии, а затем и в большей части Европы. Это означало, что им не нужно было конкурировать с американским оборудованием с частотой 60 Гц. В остальном мире частота 60 или 50 Гц зависела от того, у кого они покупали свое оборудование и были ли они более экономически связаны с Европой или США. С тех пор как Россия приняла европейский стандарт 50 Гц, советским блоком стали страны с частотой 50 Гц.
источник
Это выглядит как то, что вы ищете:
http://en.wikipedia.org/wiki/Utility_frequency
источник
В дополнение к колонке Эдварда Л. Оуэна 1997 года, которую цитирует Расмус Фабер, здесь есть еще одна хорошая статья: «Техническое происхождение частоты 60 Гц в качестве стандартной частоты переменного тока в Северной Америке» IEEE Power Engineering Review, март 1999 года, Пол Никсон, с. 35-37. Полная статья написана за платным доступом, но они публикуют первую страницу в виде изображения в формате png, на которое я буду ссылаться ниже.
Особенно интересный раздел здесь:
(источник: ieee.org )
Таким образом, мы в основном имеем компромиссы (трансформаторы лучше на высоких частотах, чем электрические машины лучше на низких частотах, что в значительной степени все еще актуально сегодня), приводящие к несколько произвольному компромиссу, а затем к сетевым эффектам, укрепляющим выбор.
В статье Оуэна также упоминается, что в южной Калифорнии была частота 50 Гц, пока преобразование в 60 Гц не было завершено в 1948 году. В Японии по-прежнему есть половина 50 Гц и 60 Гц: Оуэн заявляет "В 1895 году AEG продала генератор 50 Гц энергетической компании в Токио и восточной части страны. половина Японии была поставлена на путь 50 Гц. Чуть более года спустя GE продала генератор 60 Гц энергетической компании в Осаке, а западная половина Японии была поставлена на путь 60 Гц ». В конце концов, кажется, что это в основном инерционные / сетевые эффекты - слишком болезненно менять крупные инфраструктурные проекты.
источник
Из истоков 60-Гц как частоты электропитания (IEEE Industry Applications Magazine, декабрь 1997, колонка «История» Эдварда Л. Оуэна ):
источник
Я полагаю, что после того, как Тесла выиграл бой AC / DC с Эдисоном, он приобрел большое влияние и более или менее продиктовал частоту 60 Гц в США. Он также изобрел люминесцентную лампу в то время, и время распада люминофора, вероятно, было меньше, и у него было больше мерцания при 50 Гц, который излучает свет при 2-кратной скорости.
Немецкий VDE доминировал над стандартами в начале 1900-х годов, а Европа стандартизировалась до 50 Гц после Второй мировой войны, как сказал вчера Мэтт.
источник
Существует еще одна система для электросетевого транспорта. Это называется HVDC. К сожалению, с учетом требований обратной вычислимости стандартная частота такая же прочная, как и у Rubidium, для будущего использования. Поэтому они используют огромные инверторы вакуумных ламп, чтобы вернуться к переменному току после длительного распределения.
Другим примером являются генераторы переменной частоты на дизельных поездах, предназначенные только для хранения в аккумуляторах, чтобы тяговые двигатели постоянного тока могли работать от аккумуляторов. Это наиболее эффективный и экономичный способ, поскольку нет связи с частотой 50 или 60 Гц.
Русские и другие экспериментировали с магнитогидродинамическими (МГД) генераторами без подвижных частей и полей> 1 Т.
В некоторых случаях эти генераторы работают в диапазоне 4-6 кГц.
Если бы они знали, как распределять HVDC во времена Эдисона, Тесла проиграл бы битву, в которой он выиграл, из-за повышения эффективности увеличения трансформатора и снижения издержек распределения, надежности асинхронных двигателей по сравнению с щеточным типом постоянного тока и других причин.
источник
"Частота обновления" человеческого глаза, по сути, составляет около 60 Гц. Это было определяющим фактором при выборе частоты генерации энергии; Он спроектирован так, чтобы иметь как можно более низкую частоту для обеспечения осуществимости, и, таким образом, в итоге оказался на частоте около 60 Гц (50 в различных частях света).
источник
представьте, 100 лет назад самый большой турбогенератор большой мощности, который вы можете получить, - это 250 об / мин с 8 или 16 полюсами 3 фазы, и если вы запускаете его слишком быстро, он резонирует и слишком медленный, неэффективный. затем вы решаете передавать с использованием переменного тока вместо постоянного тока и в конечном итоге получите 25 Гц, а затем 50 Гц в одной стране, думая, что если мы будем использовать 60 Гц, то все наши часы будут более точными.
Позже IBM изобрела автоматические магнитные часы для повторной синхронизации, которые поступают в каждую классную комнату для синхронизации каждый час, потому что они давно использовали 60 Гц вместо 50 Гц и изобрели часы. основанный на 60 Гц, но Европа говорит, кого это волнует, турбины лучше при 250 оборотах в минуту, и мы не можем позволить себе менять всех в Европе, если мы хотим поделиться мощностью. Кроме того, если более чем 1 человек должен согласиться, вы никогда не дадите идеальный глобальный ответ.
Я не знаю точного ответа, но могу представить себе ответ, основанный на истории и вероятности возникновения электромеханических затрат на большие машины.
и если вы хотите разделить мощность назад и вперед в сети переменного тока ... она должна быть синхронной с 1 в 10 ^ 15-й мощности и нулевой фазовой погрешностью, что сложнее, чем кажется ... поэтому существуют региональные различия, основанные на многих причины ... Некоторые способы распределения мощности в сети - это высокое напряжение постоянного тока или использование двигателя-генератора или использование синхронных инверторов от HVDC с фазовой коррекцией ...
таким образом, ЕС - 50, Северной Америке - 60, и Япония - и то и другое, и у Африки есть проблемы синхронизации и много сбоев электропитания. Что говорит вам, что бы вы ни выбрали, не меняйте его на тех, кому нужно продавать власть.
(Мой брат много работал в Африке и сказал мне, что один сбой питания сгорел на каждом устройстве в его доме, включая двигатели холодильника и расходные материалы для ноутбуков. В сельской Уганде ..
источник