Az egyenáramú rendszerek jövője?

A huszadik század elején heves viták zajlottak a szakemberek között az egyenáramú és váltakozó áramú áramkörök áramellátásának előnyeiről és hátrányairól. Így történt, hogy a háromfázisú váltóáramköröket részesítették előnyben. Az iparosok, kiszámítva az energiaellátó rendszerek létrehozásához szükséges beruházások összegét, a látszólag optimális lehetőséget választották.

A háromfázisú váltóáramú hálózatok elterjedésében döntő szerepet játszott a minimális fázisszámú nyomaték elérésének egyszerűsége. Az egyenáram ellen ilyen érveket terjesztett elő, mint a motorok magas költsége és alacsony megbízhatósága, az energiaátalakítás összetettsége. De akkor volt az. Mi van most? A villamosenergia-ipar fejlesztésében sok éven át szerzett gyakorlati tapasztalat véleményem szerint pusztító eredményeket hoz.

Az első. A tanfolyamtól az elektrotechnika elméleti alapjai Ismeretes, hogy a váltakozó áramú áramkörökben a maximális teljesítménynek egy terheléshez történő továbbításához a forrás egyenlő ellenállása és a terhelési ellenállás feltételeit teljesíteni kell. Ebből következik, hogy az AC áramkörök elméletileg elérhető hatékonysága 33%.

Az energiaszállítás veszteségeinek csökkentésére szolgáló gyakorlati energiarendszerek bizonyos számú feszültségkonverziót tartalmaznak. Legalább nem kevesebb, mint öt transzformáció, amelyek mindegyike saját transzformátort használ. Ha az optimálisan terhelt transzformátorok hatékonyságát 0,9-rel egyenlőnek tekintjük, akkor a teljes transzformációs hatékonyság 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 = 0,59049, az energiaellátás hatékonysága pedig - 0,33 0,59049 = 0. 1.948.617.

Mivel a transzformátorok teljesítményét úgy választják meg, hogy figyelembe veszik a reggeli és esti maximális terheléseket, a transzformátorok tényleges átlagos súlyozott hatékonysága kevesebb, mint 0,9, tehát a valós energiaellátás hatékonysága kevesebb, mint 0,195. És ez nem veszi figyelembe a szivárgási áramot, reaktív áramokharmonikus és egyéb élvezetek.

Yalovega K. V. által a kohászati ​​üzemekben elvégzett tanulmányok kimutatták, hogy a munkagép tengelyén hasznos energia van csak az erőműben a generátor tengelyére juttatott energia körülbelül 2,4% -ában. Nem véletlen, hogy a háztartási szélturbinák hatékonysága egyetlen villamosenergia-hálózaton történő munkavégzés során alig éri el a 11% -ot.

A második. Ugyanaz az N.V. Yalovega javasolta az ortogonális kombinált tekercsek telepítését háromfázisú aszinkron váltakozó áramú motorokba, amelyekben a fázisok közötti eltolódási szög két értékkel bír: 120 és 90 fok. Bebizonyította, hogy ha négyfázisú áramellátást fogadnak el, akkor ugyanazon hasznos robotmal három-négyszeresre lehet csökkenteni az áramtermelést.

Az ortogonális tekercsekkel ellátott indukciós motorok széles körű használata átlagosan háromszor csökkentené az áramtermelést. Ennek oka az a tény, hogy az elektromosság kb. 70% -át pontosan indukciós motorok fogyasztják. Így a háromfázisú áramrendszer megválasztása enyhén szólva nem volt optimális.

A harmadik. A szovjet időkben egy megfordítható egyenáramú energiaátviteli rendszert építettek, amely összeköti a Volga vízerőművet és a Mihhailovsky alállomást (Donbass) 750 kV feszültséggel. A rendszer üzemeltetési gyakorlata megmutatta magas hatékonyságát. Bebizonyosodott, hogy az egyenáramnak az elektromos áram nagy távolságra történő továbbításának egyértelmű előnyei vannak a váltakozó áramú rendszerekkel szemben. Az egyenáramú áramkörök hatékonysága elérheti a 90% -ot vagy annál is többet. Nem hiába, hogy Japán és az Egyesült Államok energiavállalatai többször megkíséreltek berendezést vásárolni a DC alállomásokra.

Így mindannyian az energiaszektor jelenlegi helyzetének túszaiivá válunk. Központi tápegységgel vagyunk kénytelenek megfizetni az energiaszállítás és -elosztás költségeit. Más a helyzet autonóm áramellátó rendszerek létrehozásakor. A fogyasztó maga szabadon választhatja meg a számára legmegfelelőbbet, váltakozó vagy egyenáramot. Az egyetlen korlátozást a végső terhelések képezik, amelyek nem képesek működni az egyenáramú áramkörökben. De ez manapság nem jelent problémát.

Az átalakítási technológia majdnem száz éve jelentős változásokon ment keresztül, és ha 25 évvel ezelőtt az inverterek és a félvezető-átalakítók voltak a védelmi ipar előjogai, manapság széles körben használják az iparban és a mindennapi életben. Sok háztartási készülék rendelkezik kapcsoló tápegységekkel, amelyek mind AC, mind DC áramkörökben működhetnek.

Ezért az autonóm villamosenergia-források létrehozásakor jobb, ha a egyenáramot részesítik előnyben. Ebben az esetben azonban nem probléma nélkül.

Ha rajzolunk egy invertert használó autonóm tápegység teljes sémáját, akkor világossá válik, hogy legalább három pn csomópontot kell egymás után csatlakoztatni a forrás és a fogyasztó közötti áramkörben. Minden egyes átmenetnél a feszültségcsökkenés körülbelül 1,5 V, a teljes feszültségcsökkenés legalább 4,5 V. Plusz a fennmaradó veszteségek.

Ezért inverterekkel történő autonóm energiaforrások létrehozásakor a 14, 28 V alacsony feszültségű generátorok használata nem praktikus. Előnyben kell részesíteni azokat a generátorokat, amelyek kimeneti feszültsége 230 V, amely a háztartási hálózatok számára szabványos. És ha lehetőség van a berendezés teljesítményének egyenáramra történő átadására, akkor jobb, ha azt nem hagyjuk figyelmen kívül.

Erre a következtetésre jutottunk, miközben autonóm tápegységeket fejlesztettünk ki. Érdekes lenne megtanulni más véleményeket is. Lehetséges, hogy radikálisan megváltoztatják nemcsak a jelenlegi problémával kapcsolatos véleményünket.

YES. Duyunov. A. B. Pizhankov. SI Levachkov