发电机输出功耗问题

发电机可以等效为一个电源，任何电源都有电动势E和内阻r。发电机的电动势相当于其开路电压，直接受转速影响，转速越快电动势越高。发电机的内阻近似等于其直流电阻。发电机实际端电压U=E-Ir发电机输出功率P=UI由以上可知，发电机的端电压与输出功率之间没有直接关系。发电机如果没有有效的控制系统去控制，空载的时候电压会很高，有可能导致发电机绕组本身击穿而损坏。而在满载或过载时，其电压较低甚至严重降低。也就是说从表面上看其输出电压与输出功率呈反变关系。当然，实际的发电机都是有控制系统的，可以保证负载在一定范围内变化时，输出电压基本不变。发电机可以等效为一个电源，任何电源都有电动势E和内阻r。发电机的电动势相当于其开路电压，直接受转速影响，转速越快电动势越高。发电机的内阻近似等于其直流电阻。发电机实际端电压U=E-Ir发电机输出功率P=UI由以上可知，发电机的端电压与输出功率之间没有直接关系。发电机如果没有有效的控制系统去控制，空载的时候电压会很高，有可能导致发电机绕组本身击穿而损坏。而在满载或过载时，其电压较低甚至严重降低。也就是说从表面上看其输出电压与输出功率呈反变关系。当然，实际的发电机都是有控制系统的，可以保证负载在一定范围内变化时，输出电压基本不变。交流电的频率为什么定在50hz高点不更好吗？2014-2-708:30|发布者：admin|查看：1080|评论：0摘要：为什么我国的电源是采用50hz的,而外国有的国家采用60hz的电源?我国在制定此标准时是依据什么呢?50hz和60hz电源的优点、缺点在哪里？两者对负载的功率有没有影响？另外，机场和飞机上又为什么采用400hz的电源？其实50...为什么我国的电源是采用50hz的,而外国有的国家采用60hz的电源?我国在制定此标准时是依据什么呢?50hz和60hz电源的优点、缺点在哪里？两者对负载的功率有没有影响？另外，机场和飞机上又为什么采用400hz的电源？其实50h和60hz的区别不是很大，没有实质性的问题。不过是发电机的转速略有差别。选择50hz或60hz，在一个国家里，总得一致。应当引起人们关注的倒是，为什么要采用50hz或60hz，而不是更高或更低。在电气系统里，频率是一个很重要的基本要素，并不是随意确定的。这一个问题看起来简单，实际上是一个比较复杂的问题，涉及的方面比较多，从原理上追朔，应当从麦克斯韦发现了经典电磁理论、赫兹为麦克斯韦的理论添上了至关重要的一笔、法拉第的法拉第电磁感应定律及其世界上第一台电磁感应发电机、英国工程师瓦特金首先制出了电动机，法国人皮克希制成了发电机、西门子发现了发电机的原理，发明了发电机，这是发电机领域的第一例实际应用等说起。此后人们发现总结出来的定理为，周期性地改变方向的电流叫做交流电，电流发生1个周期性变化的时间叫做周期，每秒电流发生变化的次数做频率，单位是赫兹(为了纪念赫兹的贡献)。交流电的频率为50(60)赫，电流方向每秒钟发生50(60)个周期性的变化，每秒改变的次数为100(120)次。电动机是根据通电线圈在磁场中转动的基本原理制成的。如果将电动机线圈两端加两个铜制滑环及分别与滑环接触的两个电刷就成为交流发电机（原理）。发电机是实现将机械能转化为电能的装置，需要原动机拖动。频率大小的确定与发电机、电动机及变压器等的构造、材料等有关。50赫的两极发电机的同步转速是3000转/分，而如果频率上升一倍达到100赫，那么同步转速将会是6000转/分。如此高的速度将会给发电机的制造带来很多问题，特别是转子表面的线速度太高，必将大大限制容量的增加。另外，从使用角度看，频率过高，使得电抗增加，电磁损耗大，加剧了无功的数量。譬如以三相电机为例，其电流大大下降，输出功率及转矩也大大下降，实在没有益处。另外，如果采用较低的频率譬如30赫，变压效率低，那么将不利于交流电的变压和传输。现代电力系统的频率即电力系统中的同步发电机产生的正弦基波电压的频率。频率是整个电力系统统一的运行参数，一个电力系统只有一个频率。我国和世界上大多数欧洲国家电力系统的额定频率为50hz。美洲地区多数是60hz。大多数国家规定频率偏差±0.1〜0.3hz之间。在我国，300万kw以上的电力系统频率偏差规定不得超过±0.2hz；而300万kw以下的小电力系统的频率偏差规定不得超过±0.5hz。由于大机组的运行对电力系统频率偏差要求比较严格，因此有些国家对电力系统故障运行方式的频率偏差也作了规定，一般规定在土0.5〜±1hz之间。超过允许的频率偏差，大机组将跳闸，这不利于系统的安全稳定运行。在电力系统内，发电机发出的功率与用电设备及送电设备消耗的功率不平衡，将引起电力系统频率变化。当系统负荷超过或低于发电厂的出力时，系统频率就要降低或升高，发电厂出力的变化同样也将引起系统频率变化。另外，我国电网的频率变化范围是±1hz。因为频率调节惯量较大，范围小容易引起电网振荡，作过温控或恒压的人应该理解。在大网并网前，兰州地区的电网频率在50.5hz以上，上海地区在49.5hz左右。现在的大网并网有利于电网频率及电压稳定。载波频率越高，正弦波型越好，电机绕组的谐波越少。但是辐射干扰能量提高，干扰周边电气设备。电网频率的差异取决于人们的计算习惯，美洲的大规模发电较早，当时的计算工具主要是英制（12进制）计算尺，为便于计算，用60hz，稍晚一点的规模电网都用10进制数据，50hz更方便些。关于电压等级，分为发电机和电动机两个系列，我们常说的电压是电动机电压，是基本系列，220v为基础，每乘1.414并圆整后为一个等级，变频器电压除外；发电机电压为同等级的电动机电压加5%并圆整。所以只有230v或400v的发电机而没有220v或380v的发电机。机场的特殊情况是：机载发电机要求体积小重量轻，只有提高频率才能满足功率要求，所以相应的机载电气设备用400hz,与飞机相关的电源要400赫兹咯！军用的更高的也有。航空器上的电源采用400hz就是为了减小体积和重量，是一个复杂的系统工程。军电和航电的400hz主要取决于以下几点：1、频率高的发电机或电动机由于转速高、转矩小而体积、重量较小；2、飞机上发电机的动力取自航空发动机，转速较高；3、直流用电设备较多，频率高有利于减小整流纹波。在相同电压的情况下，50hz与60hz及400hz电源在传输功率上、整流效率有什么不同？不用100hz或120hz是因为频率太高，一方面传输困难，做变频器的对线路感抗及容抗的理解应该是深刻的；另一方面，发电机和电动机的转速太高或极数太多都不可取。400hz的电不能远距离传输，用户在订购400hz发电机时要给定传输距离及方式，整流效率也差，但整流后纹波较小，纹波频率较高，好处理.如果50赫兹投入需要60赫兹的生产线，交流电机速度降低，（电机速度与频率成正比）电机发热，长时间工作必烧无疑.控制系统一般通过整流和开关电源，应该没事。还要看一下对频率敏感的器件.（大前题，电压等级一致）如果要研究将50hz电源直接供电给需要60hz电源的生产线上使用，主要考虑电磁器件的电磁特性，如电动机、变压器，其次是与电源频率有关的采样信号。对于前者，研究的方法可以找到这两个器件的电磁表达式，分别将50hz和60hz带进去，就可以发现一些问题。徐武安《电感器件设计与计算〉，四川科技出版社，1985.08，其中的103页-106页主要讲高频变压器的设计计算，其中有些理论可以引申到电动机上去。后者不用说就知道了。对于异步电机而言，将50hz的电源供给60hz的负载时，转速降低是肯定的，电压应按电机铭牌电压降低1/6供应，此时电机可长期运行，且转矩、电流不变，功率减小了1/6。若电压不降低，会造成电机磁路饱和，空载电流和空载损耗增大很多。对于电感器，感抗减小1/6。对于60hz专用的接触器，改为50hz，容易误脱扣。但目前一般都是50/60hz通用的。发达国家也有50hz的，比如欧洲大多数国家。小国也有采用60hz的，比如小日本。日本电源标准的起源，在网上见到以下叙述：“日本有两个周波数，关东是50赫兹，关西是60赫兹！怎么会有这种邪门事？很简单，日本人向老外学发电时，关东人跟欧洲人学，买50赫兹的发电机，而关西人则跟美国人学，买60赫兹的发电机！”“关东指的是首都圈，也就是东京都23区和周围的神奈川，琦玉等好几个县的一部分，而关西指京阪神（京都，大阪，神户）及周围地区。”“广州最早的电厂年，英商旗昌洋行看中这块风水宝地，开办粤垣电灯公司，设有锅炉及发电机四台，发电容量546千瓦（时），后被官商合股收购，征用附近街店铺扩充厂房。1933年，电力增加至2.4万千瓦。这是广州最早的电厂。”英国的电源标准是50hz单相230v，三相400v，和我国现行的标准接近，可能早期购入的设备就成为一个事实标准；动乱割据的旧中国，除宝岛台湾由于受日本长期占领和美国影响，电源标准是60hz以外，尚能够维持电源标准的统一（好像日伪满时东北曾有110v的电源）.解放前，我国多种电压和频率并存，主要与发电设备的生产国的制式有关，解放后，我国沿用苏联的制式，就成了现在的样子。请问，交流电的电流方向是怎么流的2006-07-1311:44djq6131|分类：工程技术科学|浏览10334次交流电的定义是：电流方向周期性变化的。那么请问家里的220V电，电流是在相线上来回流动还是从相线到零线来回流动。相线到零线，零线到相线，50赫兹的频率流过来流过去.那么零线上用电笔亮应该亮，可是有人说零线和大地是0电位，不会亮，那么电流又是怎么从零线流回火线的呢？分享到：2006-07-1311:58提问者采纳零线始终和大地是等电位的，因此交流电的火线的一个完整周期就是，如果在0秒时与零线电位相同，火线上对地电压为0；过0.005秒后，火线上对地电压达到最大为高于大地318V；再过0.005秒，火线上对地电压又降为0；再过0.005秒，火线上对地电压又降为最低点，低于大地318V；再过0.005秒，又重新上升到与零线电位相同，火线上对地电压为0。可以看出，交流电虽周期改变电流方向，但零线对地电压始终是相同的，为0。接用电器后零线有电流，电流变化规律与电压相同。电力传输交流电被广泛运用于电力的传输，因为在以往的技术条件下交流输电比直流输电更有效率。传输的电流在导线上的耗散功率可用P=2R（功率=电流的平方x虫阻）求得，显然要降低能量损耗需要降低传输的电流或电线的电阻。由于成本和技术所限，很难降低使用的输电线路（如铜线）的电阻，所以降低传输的电流是唯一而且有效的方法。根据P=IU（功率=电流x电压，实际上有效功率P=IUcosG，提高电网的电压即可降低导线中的电流，以达到节约能源的目的。而交流电升降压容易的特点正好适合实现高压输电。使用结构简单的升压变压器即可将交流电升至几千至几十万伏特，从而使电线上的电力损失极少。在城市内一般使用降压变压器将电压降至几万至几千伏以保证安全，在进户之前再次降低至市电电压（中国大陆及香港特别行政区220V）或者适用的电压供用电器使用。一般使用的交流电为三相交流电其电缆有三条火线和一条公共地线，三条火线上的正弦波各有120°之相位差。对于一般用户只使用其中的一或两条相线（一条时需要零线）。直流变压及输电技术取得了长足的发展，而高压直流输电的浪费会比较小；因此未来有望取代交流电以解决交流电的安全性和交直流转换问题。零线火线零线始终和大地是等电位的，因此交流电的火线的一个完整周期就是，如果在0秒时与零线电位相同，火线上对地电压为0；过0.005秒后，火线上对地电压达到最大（峰值）为高于大地；再过0.005秒，火线上对地电压又降为0；再过0.005秒，火线对地电压降到最低点，零线对火线达到峰值;再过0.005秒，又重新上升到与零线电位相同，火线上对地电压为0。可以看出，交流电虽然随周期改变电流方向，但零线对地电压始终是相同的，为0。接用电器后零线有电流，电流变化规律与电压相同。二端辑欧姆定律二端辑•概述在交流电路中,电压、电流的峰值或有效值之间关系和直流电路中的欧姆定律相似J其等式为U=IZ或l=U/Z,式中乙U都是交流电的有效值,Z为阻抗,该式就是交流电路中的欧姆定律。记明,u七，F口恤皂■啬点，MlW*v,u七，F口恤皂■啬点，MlW*vtj击虎的JB电FlJ~火石J孑代‘一」.若.U卜呼L■与,怡电压*鹿例关系。*uJA.在串联电路中，如圈所示，以R、L、C为例，总电压II不等于各段分电压的和『UHUR+UL+UC。因为电感两端电压相位超前电流相位导电容两端电压相位EA落后电流相位W2。所以R、L、C上的总电压，决不是各个元件上的电•压的代数和而是矢量和。以饨电阻而言『ZR=RB.在并联电路中，如图所示，以R」C为例，每个元件两端的瞬时电压都相等为S每分路的电流和两端电•压之间关系为不同元件上电流的相位也各有差异。纯电感上电流相位落后于纯电阻电流相位争纯电容上电•流相位起前纯电咀电流相位署「所以分•电流的矢量和即总电流'…、而心J($+住-为)'电功率交萦电峨时功军波形囹在交渣电中电溢、电压都随时间而变化，因此电溢和电压的乘积所表示的功率也将随时间而变化。交法电功率可