Nguồn điện 50 Hz và 60 Hz thường được sử dụng nhiều nhất trong hệ thống điện quốc tế. Một số quốc gia (khu vực) thường sử dụng lưới điện 50Hz trong khi các quốc gia khác sử dụng lưới điện 60Hz.
- Dòng điện xoay chiều (AC) là dòng điện đổi chiều theo chu kỳ.
- Chu kỳ là thời gian thay đổi theo chu kỳ của dòng điện.
- Tần số là thời gian dòng điện thay đổi trong một giây, đơn vị Hertz (Hz).
- Hướng dòng điện xoay chiều thay đổi 50 hoặc 60 chu kỳ mỗi giây, tương ứng với 100 hoặc 120 lần thay đổi mỗi giây, khi đó tần số là 50 Hertz hoặc 60 Hertz.
HERTZ(Hz) là gì?
Hertz, viết tắt là Hz, là đơn vị cơ bản của tần số, để kỷ niệm phát hiện ra sóng điện từ của nhà vật lý người Đức Heinrich Rudolf Hertz. Năm 1888, nhà vật lý người Đức Heinrich Rudolf Hertz (22 tháng 2 năm 1857 đến 1 tháng 1 năm 1894), người đầu tiên xác nhận sự tồn tại của sóng vô tuyến, và có đóng góp lớn trong Điện từ học, vì vậy đơn vị SI của tần số Hertz được đặt tên cho anh ta.
Hz được sử dụng để làm gì?
Hz (Hertz) là đơn vị tần số của thời gian chu kỳ dao động của dao động điện, từ, âm và cơ học, tức là số lần trong một giây (chu kỳ / giây).
50Hz là gì?
50 Hertz (Hz) có nghĩa là rôto của máy phát điện quay 50 vòng mỗi giây, dòng điện thay đổi qua lại 50 lần mỗi giây, chiều thay đổi 100 lần. Điều đó có nghĩa là điện áp thay đổi từ dương sang âm, và từ điện áp âm sang dương, quá trình này chuyển đổi 50 lần / giây. Điện xoay chiều 380V và điện xoay chiều 220V, đều có tần số 50 Hz.
Tốc độ của máy phát điện đồng bộ 2 cực 50 Hertz là 3000 vòng / phút. Tần số nguồn điện xoay chiều được xác định bằng số cực của máy phát p và tốc độ n , Hz = p * n / 120. Tần số chuẩn của lưới là 50 Hz, là một giá trị không đổi. Đối với động cơ 2 cực, tốc độ n = 50 * 120/2 = 3000vòng / phút; đối với động cơ 4 cực, tốc độ n = 50 * 120/4 = 1500vòng / phút.
Tại sao dùng 50Hz?
Khi tần số tăng, tiêu thụ đồng và thép của máy phát và máy biến áp giảm, cùng với việc giảm trọng lượng và giá thành, nhưng sẽ làm cho điện cảm của thiết bị điện và đường dây tải điện tăng lên, làm giảm điện dung và tăng tổn hao, do đó làm giảm hiệu suất truyền động. Nếu tần số quá thấp, vật liệu của thiết bị điện sẽ tăng lên, cùng với đó là chi phí nặng và cao, và sẽ làm cho đèn nhấp nháy rõ ràng. Thực tiễn đã chứng minh việc sử dụng tần số 50 Hz và 60 Hz là phù hợp.
Động cơ 50Hz có thể chạy trên 60Hz không?
Vì công thức điều chỉnh tốc độ đồng bộ của động cơ ba pha là n = (120 * Hz ) / p nếu đây là động cơ 4 cực thì ở 50 Hz tốc độ sẽ là 1.500 vòng / phút trong khi ở 60 Hz tốc độ sẽ là 1.800 vòng / phút. Vì động cơ là máy có mô-men xoắn không đổi nên bằng cách áp dụng công thức mà HP = ( mô-men xoắn * n) / 5252 thì bạn có thể thấy rằng với tốc độ tăng 20% thì động cơ cũng sẽ có thể sản xuất thêm 20% mã lực. Động cơ sẽ có thể tạo ra mô-men xoắn danh định ở cả hai tần số 50/60 Hz chỉ áp dụng nếu tỷ lệ V / Hz không đổi, có nghĩa là ở 50 Hz, điện áp cung cấp sẽ cần là 380 V và ở 60 Hz thì điện áp cung cấp sẽ cần là 460 V. Trong cả hai trường hợp, tỉ số V / Hz là 7,6V / Hz.
60Hz là gì?
Ở tần số 60 Hz, rôto của máy phát điện quay 60 vòng / giây, dòng điện đổi chiều qua lại 60 vòng, chiều đổi chiều 100 vòng. Điều đó có nghĩa là điện áp thay đổi từ dương sang âm, và từ điện áp âm sang dương, quá trình này chuyển đổi 60 lần / giây. Điện áp xoay chiều 480V và điện xoay chiều 110V, đều có tần số 60 Hz.
Tốc độ của máy phát điện đồng bộ 2 cực 60 Hz là 3.600 vòng / phút. Tần số nguồn điện xoay chiều được xác định bởi số cực của máy phát p và tốc độ n, tần số tự do. = p * n / 120. Tần số chuẩn của lưới là 60 Hz, là một giá trị không đổi. Đối với động cơ 2 cực, tốc độ n = 60 * 120/2 = 3.600 vòng / phút; đối với động cơ 4 cực, tốc độ n = 60 * 120/4 = 1.800 vòng / phút.
Cách thay đổi 60 Hz sang 50 Hz
Bộ biến tần có thể chuyển đổi nguồn điện xoay chiều tần số cố định (50 Hz hoặc 60 Hz) thành tần số thay đổi, điện áp thay đổi thông qua chuyển đổi AC → DC → AC, đầu ra sóng sin thuần túy, tần số và điện áp có thể điều chỉnh được. Nó khác với bộ truyền động tần số thay đổi, đặc biệt chỉ dành cho điều khiển tốc độ động cơ và cũng khác với bộ ổn áp thông thường. Nguồn điện xoay chiều lý tưởng là tần số ổn định, điện áp ổn định, điện trở xấp xỉ bằng không và dạng sóng điện áp là sóng hình sin thuần túy (không bị biến dạng). Đầu ra của bộ biến tần rất gần với nguồn điện lý tưởng, do đó, ngày càng nhiều quốc gia sử dụng bộ nguồn bộ biến tần làm nguồn điện tiêu chuẩn để cung cấp môi trường cung cấp điện tốt nhất cho các thiết bị để ước tính hiệu suất kỹ thuật của chúng.
Những điều cần lưu ý 50 Hz Ở 60 Hz?
Máy móc nhập khẩu vào Hoa Kỳ thường được đánh giá ở tần số hoạt động là 50 Hz — trừ khi được thiết kế để hoạt động ở tần số 60 Hz. Điều này có thể gây ra vấn đề cho động cơ điện. Điều này đặc biệt đúng khi vận hành máy bơm và quạt tải.
Thông thường, các nhà phân phối và người mua máy móc này cho rằng Nhà sản xuất thiết bị gốc đã xem xét vấn đề này. Điều này được nhận biết khi động cơ được nhận để sửa chữa do quá tải.
Có thể sử dụng Biến tần (VFD) để giải quyết các vấn đề liên quan khi vận hành thiết bị 50 Hz ở 60 Hz.
Tốc độ động cơ tỷ lệ thuận với tần số hoạt động. Thay đổi tần số hoạt động trên máy bơm hoặc quạt làm tăng tốc độ hoạt động và do đó làm tăng tải trên động cơ. Tải của bơm hoặc quạt là tải có mômen biến đổi. Một tải mômen biến thiên thay đổi tùy theo khối của tốc độ.
Động cơ 50 Hz hoạt động trên 60 Hz sẽ cố gắng quay với tốc độ tăng 20%. Tải sẽ trở thành 1,23 (1,2 x 1,2 x 1,2) hoặc lớn hơn 1,73 lần (173%) so với tần suất ban đầu. Việc thiết kế lại một động cơ để tăng nhiều mã lực như vậy là không thể.
Một giải pháp sẽ là sửa đổi thiết bị điều khiển để giảm tải. Điều này có thể bao gồm việc cắt bớt đường kính của bánh xe quạt hoặc cánh quạt để mang lại hiệu suất tương tự ở 60 Hz như thiết bị có ở 50 Hz. Điều này sẽ yêu cầu tham vấn với OEM. Có những cân nhắc khác liên quan đến việc tăng tốc độ bên cạnh việc tăng tải. Chúng bao gồm giới hạn cơ học, giới hạn rung, tản nhiệt và tổn thất.
Giải pháp tốt nhất là vận hành động cơ ở tốc độ mà nó được thiết kế. Nếu đó là 50 Hz, thì có thể cài đặt một biến tần có thể thay đổi được. Các ổ đĩa này sẽ chuyển đổi công suất đường dây 60 Hz thành 50 Hz tại các đầu cuối của động cơ.
Có rất nhiều lợi ích khác sẽ được thực hiện với giải pháp này. Những lợi ích này bao gồm:
- Cải thiện hiệu quả
- Điều chỉnh điện (thường tốt hơn so với tiện ích sẽ cung cấp)
- Bảo vệ quá dòng động cơ
- Kiểm soát tốc độ tốt hơn
- Đầu ra có thể lập trình để thực hiện các tác vụ khác
- Cải thiện hiệu suất.
