что такое промышленная частота
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
При промышленной частоте тока бункер и находящийся в нем лоток 6 совершают 100 колебаний в секунду. С изменением напряжения меняется тяговое усилие электромагнитов, а следовательно, и величина перемещения якоря и пружины. [5]
Работа защитных устройств при повреждениях преимущественно определяется периодическими составляющими промышленной частоты токов / р и напряжений t / p, воздействующих на реле, и фазными сдвигами фр между ними. [11]
Работа защитных устройств при КЗ в большинстве случаев определяется периодическими слагающими промышленной частоты токов / р и напряжений UP, подводимых к реле, а также сдвигами по фазе фр между ними. Ниже в целях упрощения рассматриваются характеризующие их соотношения для ненагруженной линии с односторонним питанием ( рис. 1.24) в начальный момент повреждения. Учет двустороннего питания, нагрузок и других дополнительных факторов проводится только для некоторых характерных случаев. [13]
Работа защитных устройств при КЗ в большинстве случаев определяется периодическими слагающими промышленной частоты токов / р и напряжений Up, подводимых к реле, а также сдвигами по фазе рр между ними. Ниже в целях упрощения рассматриваются характеризующие их соотношения для ненагруженной линии с односторонним питанием ( рис. 1.24) в начальный момент повреждения. Учет двустороннего питания, нагрузок и других дополнительных факторов проводится только для некоторых характерных случаев. [15]
Период и частота переменного тока
Под этим термином «переменный электрический ток» следовало бы понимать ток, изменяющийся во времени любым образом, соответственно введенному в математику понятию «переменная величина». Однако в электротехнику термин «переменный электрический ток» вошел в значении электрического тока, вменяющегося по направлению (в противовес электрическому току постоянного направления), а следовательно, и по величине, так как физически нельзя представлять себе изменения электрического тока по направлению без соответствующих изменений по величине.
Движение электронов в проводе сначала в одну сторону, а затем в другую называют одним колебанием переменного тока. За первым колебанием следует второе, затем третье и т. д. При колебаниях тока в проводе вокруг него происходит соответствующее колебание магнитного поля.
Важной величиной, характеризующей переменный ток, является частота. Она представляет собой число колебаний или число периодов в секунду и обозначается буквой f или F. Единицей частоты служит герц, названный в честь немецкого ученого Г. Герца и обозначаемый сокращенно буквами Гц (или Hz). Если в одну секунду происходит одно полное колебание, то частота равна одному герцу. Когда в течение секунды совершается десять колебаний, то частота составляет 10 Гц. Частота и период являются обратными величинами:
При частоте 10 Гц период равен 0,1 с. А если период равен 0,01 с, то частота составляет 100 Гц.
Частота — важнейшая характеристика переменного тока. Электрические машины и аппараты переменного тока могут нормально работать только на той частоте, на которую они рассчитаны. Параллельная работа электрических генераторов и станций на общую сеть возможна только на одной и той же частоте. Поэтому во всех странах частота переменного тока, производимого электростанциями, стандартизуется законом.
В электрической сети переменного тока частота равна 50 Гц. Ток пятьдесят раз в секунду идет в одну сторону и пятьдесят раз в обратную. Сто раз в секунду он достигает амплитудного значения и сто раз становится равным нулю, т. е. сто раз меняет свое направление при переходе через нулевое значение. Лампы, включенные в сеть, сто раз в секунду притухают и столько же раз вспыхивают ярче, но глаз этого не замечает, благодаря зрительной инерции, т. е. способности сохранять полученные впечатления около 0,1 с.
При расчетах с переменными токами пользуются также угловой частотой, она равна 2пиf или 6,28f. Ее следует выражать не в герцах, а в радианах в секунду.
Переменные токи принято разделять по частоте. Токи с частотой меньше 10000 Гц называют токами низкой частоты (токами НЧ). У этих токов частота соответствует частоте различных звуков человеческого голоса или музыкальных инструментов, и поэтому они иначе называются токами звуковой частоты (за исключением токов с частотой ниже 20 Гц, которые не соответствуют звуковым частотам). В радиотехнике токи НЧ имеют большое применение, особенно в радиотелефонной передаче.
Однако главную роль в радиосвязи выполняют переменные токи с частотой более 10000 Гц, называемые токами высокой частоты, или радиочастоты (токи ВЧ). Для измерения частоты этих токов применяют единицы: килогерц (кГц), равный тысяче герц, мегагерц (МГц), равный миллиону герц, и гигагерц (ГГц), равный миллиарду герц. Иначе килогерц, мегагерц и гигагерц обозначают kHz, MHz, GHz. Токи частотой в сотни мегагерц и выше называют токами сверхвысокой или ультравысокой частоты (СВЧ и УВЧ).
Радиостанции работают с помощью переменных токов ВЧ, имеющих частоту от сотен килогерц и выше. В современной радиотехнике для специальных целей применяются токи с частотой в миллиарды герц и имеются приборы, позволяющие точно измерять такие сверхвысокие частоты.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Промышленная частота
Сетевое напряжение — среднеквадратичное (действующее) значение напряжения в электрической сети переменного тока, доступной конечным потребителям.
Содержание
Среднее значение и частота [ | ]
Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.
Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, усложняет обеспечение надёжной изоляции и конструкцию соединительных и коммутационных устройств, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.
Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.
Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.
Параметры сетевого напряжения в России [ | ]
Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.
Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) «Напряжения стандартные», сетевое напряжение должно составлять 230 В ± 10 % при частоте 50±0,2 Гц (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»).
К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод) линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные автоматы и счётчики потребления электроэнергии, обычно, трёхфазные. К однофазной розетке подводится фазовый провод, нулевой провод и, возможно, провод защитного заземления или зануления, электрическое напряжение между «фазой» и «нулём» составляет 230 Вольт.
Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения) [ | ]
До 1926 года техническим регулированием электрических сетей общего назначения занимался Электротехнический отдел ИРТО, который только выпускал правила по безопасной эксплуатации. При обследовании сетей РСФСР перед созданием плана ГОЭЛРО было установлено, что на тот момент использовались практически все возможные напряжения электрических токов всех видов. Начиная с 1926 года, стандартизация электрических сетей перешла к Комитету по стандартизации при Совете Труда и Обороны (Госстандарт), который выпускал стандарты на используемые номинальные напряжения сетей и аппаратуры. Начиная с 1992 года Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации выпускает стандарты для электрический сетей стран входящих в ЕЭС/ОЭС.
Чему равна стандартная промышленная частота переменного тока?
Виды преобразователей частоты
Частотные преобразователи различаются по конструкции, принципу действия, способу управления. По конструктивному исполнению преобразователи частоты разделяют на две большие группы:
Электромашинные частотники.
Электромашинные или индукционные преобразователи частоты представляют собой двигатели переменного тока, включенные в режим генератора. Применяются такие электротехнические устройства относительного редко, в условиях, где затруднено или невозможно применение электронных частотных преобразователей.
Электронные преобразователи.
Полупроводниковые ЧП состоят из силовой части, выполненной на транзисторах или тиристорах, и схемы управления на базе микроконтроллеров. Это электротехническое оборудование пригодно для трехфазных и однофазных приводов любого назначения. Различают ЧП с непосредственной связью с питающей сетью и устройства с промежуточным звеном постоянного тока.
Непосредственные преобразователи частоты
Такие частотники построены на базе быстродействующих тиристорных преобразователей, включенных по мостовым, перекрестным, нулевым и встречно-параллельным схемам.
Устройства такого типа включаются непосредственно в питающую сеть.
Плюсы непосредственных преобразователей частоты:
Минусы непосредственных преобразователей частоты:
Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока.
Частотные преобразователи этого типа выполнены на базе схемы двойного преобразования. Питающее сетевое напряжение преобразуется в постоянное, затем сглаживается и инвертируется в переменное выходное напряжение заданной частоты.
Плюсы преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока:
Минусы преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока:
Устройство преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока
Состоят такие преобразователи из нескольких основных блоков:
Россия выбрала не самый популярный диапазон
Сети 5G, в первую очередь, будут строиться в крупных городах. С точки зрения емкости сети и покрытия наиболее перспективными диапазонами частот для работы в крупных городах являются диапазоны от 1 ГГц до 5 ГГц.
Из обозначенных решений рабочей группы «Экспресс аудит РЧС 5G» и ГКРЧ следует, что в России сети 5G будут строиться, в первую очередь, в отдельных участках диапазона 4,4-5 ГГц.
Между тем, наиболее перспективным для 5G считается другой диапазон-3,4-3,8 ГГц. Как пояснил CNews глава частотного департамента Международной Ассоциации GSM Бретт Тарнутцер, диапазон 4,4-5 ГГц рассматривается для использования в Китае и Японии, но у него нет такой поддержки, как у диапазона 3,4-3,8 ГГц.
Распределение частот в диапазоне 3,4-4,2 ГГц между различными службами
«Важно отметить, что оборудование для широкополосного доступа в 5G будет работать в широком рабочем диапазоне частот 3,3-3,8 ГГц», — говорит Тарнутцер. — «Это поспособствует развитию экосистемы оборудования для данного диапазона, увеличивая экономию на масштабе для производителей оборудования и создавая благоприятные условия для быстрого вывода доступных устройств на рынок
Россия не сможет воспользоваться данными преимуществами, если не рассмотрит возможность использования хотя бы части этого диапазона для 5G».
Ожидалось, что и в России сети 5G будут строиться в диапазоне 3,4-3,8 ГГц. В 2021 г. ГКРЧ выделила «Мегафону» частоты в данном диапазоне на территории 11 городов, принимавших Чемпионат мира по футболу в 2021 г. («Мегафон» был субподрядчиком первенства).
Частотами в диапазоне 3,4-3,6 ГГц владеет также группа Freshtel, оказывающая услуги передачи данных стандарта WiMAX. С 2015 г. Freshtel находится под контролем «Ростелекома». В конце 2021 г. ГКРЧ также выделила компаниям группы Freshtel частоты в данном диапазоне в ряде городов для тестирования 5G.
Однако теперь ГКРЧ планирует лишь принять к сведению отчет НИИР об использовании диапазона 3,4-3,8 ГГц для строительства сетей 5G. В отчете (имеется в распоряжении CNews) говорится, что, в отличие от предыдущих поколений сотовой связи, задачу расчистки диапазона 3,4 — 3,8 ГГц под 5G не удастся решить только путем введения ограничений по электромагнитной совместимости (ЭМС) для различных категорий радиоэлектронных средств (РЭС).
В большинстве стран, включая Россию, промышленная частота переменного
В большинстве стран, включая Россию, промышленная частота переменного тока составляет 50 Гц (в США и Японии — 60 Гц). Величина промышленной частоты переменного тока обусловлена технико-экономическими соображениями. Если она слишком низка, то увеличиваются габариты электрических машин и, следовательно, расход материалов на их изготовление; заметным становится мигание света в электрических лампочках. При слишком высоких частотах увеличиваются потери энергии в сердечниках электрических машин и трансформаторах. Поэтому наиболее оптимальными оказались частоты 50-60 Гц. Однако в некоторых случаях используются переменные токи как с более высокой, так и с более низкой частотой. Например, в самолетах применяется частота 400Гц. На этой частоте можно значительно уме шить габариты и вес трансформаторов и электромоторов, что для авиации более существенно, чем увеличение потерь в сердечниках. На железных дорогах используют переменный ток с частотой 25 Гц даже 16,66 Гц.
из презентации
«Переменные токи»
. Размер архива с презентацией 107 КБ.
§ 51. Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор —
Вопросы. 1. Какой электрический ток называется переменным? С помощью какого простого опыта его можно получить?
Переменным называется ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению. Переменный ток можно получить используя индукционную катушку, гальванометр и магнит. Периодически двигая магнит внутри катушки вверх и вниз можно заметить, стелка гальванометра отклоняется то в одну, то в другую сторону.
2. Где используют переменный электрический ток?
Переменный электрический ток используют в быту и промышленности.
3. На каком явлении основано действие наиболее распространенных в настоящее время генераторов переменного тока?
Работа генераторов переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции.
4. Расскажите об устройстве и принципе действия промышленного генератора.
Промышленный генератор переменного электрического тока состоит из статора и ротора. Статор — неподвижно закреплен, а ротор — вращается. Ротор и статор — обмотаны особым образом медной проволокой. На ротор подается постоянный электрический ток, и таким образом он является электромагнитом. При вращении ротора, создаваемое им магнитное поле тоже вращается. При этом переменный магнитный поток пронизывает обмотку статора и в нем возникает переменный электрический ток.
5. Чем приводится во вращение ротор генератора на тепловой электростанции? на гидроэлектростанции?
Паровой и водяной турбиной.
6. Почему в гидрогенераторах используют многополюсные роторы?
Для создания тока стандартной частоты, т.к. скорость вращения водяных турбин невысока.
7. Какова стандартная частота промышленного тока, применяемого в России и многих других странах?
Стандартная частота в России — 50 Гц, в США — 60 Гц.
8. По какому физическому закону можно определить потери электроэнергии в ЛЭП?
По закону Джоуля — Ленца: Q= I 2 Rt, где Q- энергия затрачиваемая на нагревание проводов, I- действующее значение силы переменного тока в цепи, R — сопротивление проводов, t — время.
9. Что следует сделать для уменьшения потерь электроэнергии при ее передаче?
Из закона Джоуля- Ленца следует, что для этого следует уменьшать сопротивление цепи R и силу тока I.
10. Для чего при уменьшении силы тока во столько же раз повышают его напряжение перед подачей в ЛЭП?
Для того, чтобы не снижать мощность тока P= UI. Передача тока небольшой мощности на большие расстояния экономически невыгодна (надо строить дорогие линии электропередач, станции и подстанции, а в результате не все потребители смогут пользоваться электричеством).
11. Расскажите об устройстве, принципе действия и применении трансформаторов.
1. Электростанции России вырабатывают переменный ток частотой 50 Гц. Определите период этого тока.
2. По графику (см. рис. 140) определите период, частоту и амплитуду колебаний силы тока i.
Какова стандартная частота промышленного переменного тока
Среднее значение и частота [ | ]
Основные параметры сети переменного тока — напряжение и частота — различаются в разных регионах мира. В большинстве европейских стран низкое сетевое напряжение в трёхфазных сетях составляет 230/400 В при частоте 50 Гц, а в промышленных сетях — 400/690 В. В Северной, Центральной и частично Южной Америке низкое сетевое напряжение в сетях с раздёлённой фазой составляет 115 В при частоте 60 Гц.
Более высокое сетевое напряжение (от 1000 В до 10 кВ) уменьшает потери при передаче электроэнергии и позволяет использовать электроприборы с большей мощностью, однако, в то же время, усложняет обеспечение надёжной изоляции и конструкцию соединительных и коммутационных устройств, увеличивает тяжесть последствий от поражения током неподготовленных пользователей от незащищённых сетей.
Для использования электроприборов, предназначенных для одного сетевого напряжения, в районах, где используется другое, нужны соответствующие преобразователи (например, трансформаторы). Для некоторых электроприборов (главным образом, специализированных, не относящихся к бытовой технике) кроме напряжения играет роль и частота питающей сети.
Современное высокотехнологичное электрооборудование, как правило, содержащее в своём составе импульсные преобразователи напряжения, может иметь переключатели на различные значения сетевого напряжения либо не имеет переключателей, но допускает широкий диапазон входных напряжений: от 100 до 240 В при номинальной частоте от 50 до 60 Гц, что позволяет использовать данные электроприборы без преобразователей практически в любой стране мира.
В большинстве стран, включая Россию, промышленная частота переменного
В большинстве стран, включая Россию, промышленная частота переменного тока составляет 50 Гц (в США и Японии — 60 Гц). Величина промышленной частоты переменного тока обусловлена технико-экономическими соображениями. Если она слишком низка, то увеличиваются габариты электрических машин и, следовательно, расход материалов на их изготовление; заметным становится мигание света в электрических лампочках. При слишком высоких частотах увеличиваются потери энергии в сердечниках электрических машин и трансформаторах. Поэтому наиболее оптимальными оказались частоты 50-60 Гц. Однако в некоторых случаях используются переменные токи как с более высокой, так и с более низкой частотой. Например, в самолетах применяется частота 400Гц. На этой частоте можно значительно уме шить габариты и вес трансформаторов и электромоторов, что для авиации более существенно, чем увеличение потерь в сердечниках. На железных дорогах используют переменный ток с частотой 25 Гц даже 16,66 Гц.
из презентации
«Переменные токи»
. Размер архива с презентацией 107 КБ.
Параметры сетевого напряжения в России [ | ]
Производители электроэнергии генерируют переменный ток промышленной частоты (в России — 50 Гц). В подавляющем большинстве случаев по линиям электропередач передаётся трёхфазный ток, повышенный до высокого и сверхвысокого электрического напряжения с помощью трансформаторных подстанций, которые находятся рядом с электростанциями.
Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009), сетевое напряжение должно составлять 230 В ±10 % при частоте 50 ±0,2 Гц [1] (межфазное напряжение 400 В, напряжением фаза-нейтраль 230 В, четырёхпроводная схема включения «звезда»), примечание «a)» стандарта гласит: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».
К жилым домам (на сельские улицы) подводятся четырёхпроводные (три фазовых провода и один нейтральный (нулевой) провод)
линии электропередач (воздушные или кабельные ЛЭП) с межфазным напряжением 400 Вольт. Входные автоматы и счётчики потребления электроэнергии, обычно, трёхфазные. К однофазной розетке подводится фазовый провод, нулевой провод и, возможно, провод защитного заземления или зануления, электрическое напряжение между «фазой» и «нулём» составляет 230 Вольт.
В правилах устройства электроустановок (ПУЭ-7) продолжает фигурировать величина 220
Номинальные напряжения бытовых сетей (низкого напряжения): Россия (СССР, СНГ) [ | ]
До 1926 года техническим регулированием электрических сетей общего назначения занимался Электротехнический отдел ИРТО, который только выпускал правила по безопасной эксплуатации. При обследовании сетей РСФСР перед созданием плана ГОЭЛРО было установлено, что на тот момент использовались практически все возможные напряжения электрических токов всех видов. Начиная с 1926 года стандартизация электрических сетей перешла к Комитету по стандартизации при Совете Труда и Обороны (Госстандарт), который выпускал стандарты на используемые номинальные напряжения сетей и аппаратуры. Начиная с 1992 года Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации выпускает стандарты для электрический сетей стран входящих в ЕЭС/ОЭС.
Чему равна стандартная частота переменного тока в России?
Стандартная частота переменного тока в России составляет 50 Гц (Герц).
Есть ещё стандартная частота, характерная для стран Северной и Южной Америк, которая составляет 60 Гц, правда напряжение у них в два раза ниже нашего — 110 В.
19 февраля у сборной России уже 6 золотых, 9 серебряных и 7 бронзовых медалей. Серебряную медаль выиграли наши лыжники в командном спринте, а бронзу России принесла сноубордистка Алена Заварзина. Муж Алены, Вик Уайлд принес сегодня России 6 золотую медаль.
Противоречия существовали между республиками всегда(например Армения и Азербайджан- из за Нагорного Карабаха).Были противоречия между республиками и союзным центром. Однако тем же центром эти противоречия и сглаживались. Другое дело, после распада СССР эти противоречия вылезли наружу. А зачастую они многократно усилились. Возникли,только официально признанных 15 государств. Государств, по сути, конкурирующих друг с другом, а также с ушедшим в историю Советским Союзом. В этой конкуренции друзей быть не может. Тем более между новыми странами наслаиваются новые противоречия:из-за Крыма и Донбасса;из за Абхазии и Южной Осетии и т.д. Еще более»тёплыми» отношения между новыми государствами становятся в результате геополитической борьбы между великими державами. Многие республики, в этой борьбе, напрямую стали на сторону геополитических противников России.Многие проводят или пытаются проводить так называемую многовекторную политику. То есть, по сути сидят на двух стульях. И это тоже не делает наши отношения проще и более тёплыми. Ну вот как то так. Ну а теперь как долго это будет продолжаться? Геополитическая борьба держав под названием «Большая игра» стара как мир. И будет продолжаться пока этот мир существует. Выводы делайте сами.
Промышленная частота — ток
Промышленная частота тока ( 50 Гц) является самой неблагоприятной для человека. При увеличении частоты значение неотпускающего тока изменяется незначительно. С уменьшением частоты значение неотпускающего тока возрастает и при частоте, равной нулю ( постоянный ток), становится больше примерно в 3 раза. Значения фибрилляционного тока при частотах 50 — 100 Гц равны, с повышением частоты до 200 Гц ток возрастает примерно в 2 раза, а при частоте 400 Гц — почти в 4 раза. [1]
При промышленной частоте тока в катушке 50 Гц толщина листов обычно равна 0 35 — 0 5 мм. При более высоких частотах толщина листов уменьшается до 0 02 — 0 05 мм. В материал магнитопровода добавляется 0 5 — 4 5 % кремния ( Si); такая присадка значительно увеличивает удельное электрическое сопротивление материала и мало влияет на его магнитные свойства. [2]
При промышленной частоте тока в катушке 50 Гц толщина листов обычно равна 0 35 — 0 5 мм. При более высоких частотах толщина листов уменьшается до 0 02 — 0 05 мм. [3]
При промышленной частоте тока бункер и находящийся в нем лоток 6 совершают 100 колебаний в секунду. С изменением напряжения меняется тяговое усилие электромагнитов, а следовательно, и величина перемещения якоря и пружины. [5]
При промышленной частоте тока в катушке 50 Гц толщина листов обычно равна 0 35 — 0 5 мм. При более высоких частотах толщина листов уменьшается до 0 02 — 0 05 мм. В материал магнитопровода добавляется 0 5 — 4 5 % кремния ( Si); такая присадка значительно увеличивает удельное электрическое сопротивление материала и мало влияет на его магнитные свойства. [6]
Работа защитных устройств при повреждениях преимущественно определяется периодическими составляющими промышленной частоты токов / р и напряжений t / p, воздействующих на реле, и фазными сдвигами фр между ними. [11]
Стандартная частота промышленного переменного тока в нашей стране
§ 10. переменный электрический ток
Средняя мощность переменного тока в резисторе определяется действующими значениями силы тока и напряжения.
Если сила тока изменяется по синусоидальному закону, то такой ток называют переменным
. В отличие от постоянного тока напряжение переменного тока можно увеличивать или уменьшать в любое число раз практически без потерь энергии. С этим преимуществом переменного тока связано его широкое применение.
Стандартная частота промышленного переменного тока в России равна 50 Гц. Переменное напряжение между контактами розетки электрической сети создаётся с помощью генераторов, находящихся на электростанциях. Упрощённой моделью генератора переменного тока является проволочная рамка площадью S
, вращающаяся с круговой частотой w в постоянном однородном магнитном поле с индукцией
В
(рис. 10
а
). Если считать, что угол a между нормалью к рамке
n
и вектором магнитной индукции изменяется во времени
t
как a = w
t
, то поток магнитной индукции
Ф
, проходящий через рамку, будет равен:
где амплитуда колебаний ЭДС E
Преобразователи частоты
В данной статье мы рассмотрим что такое частотный преобразователь, сферы применения преобразователей частоты, их плюсы и минусы, а также схемы частотников.
Преобразователи частоты (или частотники)
– электротехническое оборудование для регулирования частоты переменного напряжения. Основная сфера применения этих устройств – изменение частоты вращения и крутящего момента электрических машин асинхронного типа. Принцип действия управления и регулирования основан на зависимости скорости вращения магнитного поля от частоты питающего напряжения.
Асинхронные электродвигатели широко используются в качестве приводов промышленного оборудования, насосных агрегатов, регулирующей арматуры и других устройств. Основным недостатком этих электрических машин являются постоянная скорость вращения, большие пусковые токи. При помощи частотных преобразователей возможно устранить эти недостатки и существенно расширить сферу применения электродвигателей переменного тока.
Стандартная частота промышленного переменного тока в нашей стране
§ 10. переменный электрический ток
Средняя мощность переменного тока в резисторе определяется действующими значениями силы тока и напряжения.
Если сила тока изменяется по синусоидальному закону, то такой ток называют переменным
. В отличие от постоянного тока напряжение переменного тока можно увеличивать или уменьшать в любое число раз практически без потерь энергии. С этим преимуществом переменного тока связано его широкое применение.
Стандартная частота промышленного переменного тока в России равна 50 Гц. Переменное напряжение между контактами розетки электрической сети создаётся с помощью генераторов, находящихся на электростанциях. Упрощённой моделью генератора переменного тока является проволочная рамка площадью S
, вращающаяся с круговой частотой w в постоянном однородном магнитном поле с индукцией
В
(рис. 10
а
). Если считать, что угол a между нормалью к рамке
n
и вектором магнитной индукции изменяется во времени
t
как a = w
t
, то поток магнитной индукции
Ф
, проходящий через рамку, будет равен:
Виды преобразователей частоты
Частотные преобразователи различаются по конструкции, принципу действия, способу управления. По конструктивному исполнению преобразователи частоты разделяют на две большие группы:
Электромашинные частотники.
Электромашинные или индукционные преобразователи частоты представляют собой двигатели переменного тока, включенные в режим генератора. Применяются такие электротехнические устройства относительного редко, в условиях, где затруднено или невозможно применение электронных частотных преобразователей.
Электронные преобразователи.
Полупроводниковые ЧП состоят из силовой части, выполненной на транзисторах или тиристорах, и схемы управления на базе микроконтроллеров. Это электротехническое оборудование пригодно для трехфазных и однофазных приводов любого назначения. Различают ЧП с непосредственной связью с питающей сетью и устройства с промежуточным звеном постоянного тока.
Непосредственные преобразователи частоты
Такие частотники построены на базе быстродействующих тиристорных преобразователей, включенных по мостовым, перекрестным, нулевым и встречно-параллельным схемам.
Устройства такого типа включаются непосредственно в питающую сеть.
Плюсы непосредственных преобразователей частоты:
Минусы непосредственных преобразователей частоты:
Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока.
Частотные преобразователи этого типа выполнены на базе схемы двойного преобразования. Питающее сетевое напряжение преобразуется в постоянное, затем сглаживается и инвертируется в переменное выходное напряжение заданной частоты.
Плюсы преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока:
Минусы преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока:
Устройство преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока
Состоят такие преобразователи из нескольких основных блоков:
Способы управления преобразователем
По принципу управления различают 2 основных вида частотных преобразователей:
ЧП со скалярным управлением
Частотники этого типа выдают на выходе напряжение определенной частоты и амплитуды для поддержания определенного магнитного потока в обмотках статора. Частотники с таким принципом регулирования отличаются относительно низкой стоимостью, простотой конструкции. Нижний предел регулировки скорости составляет около 10 % от номинальной частоты вращения. Их можно использовать для управления сразу несколькими двигателями. Скалярные ЧП используют для приводов насосных агрегатов, вентиляторов и других устройств и оборудования, где не требуется поддерживать скорость вращения ротора вне зависимости от нагрузки.
ЧП с векторным управлением
Микропроцессорные устройства преобразователей с векторным управлением автоматически вычисляют взаимодействие магнитных полей статора и ротора. ЧП такого типа обеспечивают постоянную частоту вращения ротора вне зависимости от нагрузки. Они используются для оборудования, где необходимо поддерживать необходимый момент силы при низких скоростях, высокое быстродействие и точность регулирования. Применение векторных ЧП позволяет регулировать частоту вращения, задавать требуемый момент на валу.
ЧП с векторным управлением делятся на преобразователи бездатчикового типа и устройства с обратной связью по скорости. Последние используются для приводов с широким диапазоном регулирования скорости до 1:1000, необходимости позиционирования точного положения вала, регулирования момента при низких скоростях, точного поддержания частоты вращения, пуска двигателя с номинальным моментом. Преобразователи без датчика скорости применяют для приводов с более низкими требованиями.
Сферы применения
Частотно-регулируемые приводы применяют:
Внедрение частотно-регулируемых приводов дает значительный экономический эффект. Снижение затрат достигается за счет сокращения потребления электроэнергии, расходов на ремонт и ТО двигателей и оборудования, возможности использования более дешевых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, а также сокращения других производственных издержек. Средний срок окупаемости частотных преобразователей составляет от 3-х месяцев до трех лет.