Categories: Fets interessants, Problemes polèmics
Nombre de visualitzacions: 36356
Comentaris sobre l'article: 5
El futur dels sistemes d’alimentació continu?
Al començament del segle XX, debats ferotges entre especialistes sobre els avantatges i els inconvenients d’utilitzar circuits de corrent directe i altern per a l’alimentació. Va passar que es va donar preferència als circuits CA trifàsics. Els industrials, després d’haver calculat el volum de despeses de capital per a la creació de sistemes d’alimentació elèctrica, van triar l’opció aparentment més òptima.
El paper decisiu en la ubiqüitat de les xarxes de CA trifàsiques es va jugar per la simplicitat d'obtenir un parell amb un nombre mínim de fases. En contra del corrent directe, es van plantejar arguments com l’elevat cost i la baixa fiabilitat dels motors, la complexitat de la conversió d’energia. Però va ser llavors. Què ara? L’experiència pràctica adquirida durant molts anys en el desenvolupament de la indústria d’energia elèctrica dóna, al meu entendre, resultats devastadors.
El primer. Des del curs fonaments teòrics de l’enginyeria elèctrica Se sap que per transferir la màxima potència a la càrrega en circuits de corrent altern, s’ha de complir la condició de la mateixa resistència de la font a la resistència a la línia i a la resistència de càrrega. Es dedueix que l'eficiència teòricament assolible per als circuits de corrent altern és del 33%.
Els esquemes d’energia pràctica per reduir les pèrdues de transport d’energia comporten un cert nombre de conversions de tensió. Almenys no és inferior a cinc transformacions, cadascuna de les quals utilitza el seu propi transformador. Si aconseguim que l'eficiència de cada transformador carregat òptim sigui 0,9, l'eficiència de transformació total serà de 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 = 0,59049, i l'eficiència de subministrament d'energia - 0,33 0,59049 = 0. 1.948.617.
Atès que la potència dels transformadors està seleccionada tenint en compte les màximes matinals i vespertines de les càrregues, la seva eficiència ponderada mitjana real dels transformadors és inferior a 0,9, per tant, l'eficiència d'alimentació real és inferior a 0,195. I això sense tenir en compte els corrents de fuita, corrents reactiusarmònics i altres delícies.
Els estudis realitzats per K.V. Yalovega a les plantes metal·lúrgiques han demostrat que a l’eix de la màquina de treball tenim en forma d’energia útil només al voltant d’un 2,4% de l’energia subministrada a l’eix del generador de la central elèctrica. No és casual que l'eficiència dels aerogeneradors domèstics quan es treballa en una sola xarxa elèctrica gairebé no arribi a l'11%.
La segona. El mateix N.V. Yalovega va suggerir instal·lar enrotllaments ortogonals combinats en motors AC asincrònics trifàsics, en els quals l’angle de desplaçament entre les fases té dos valors: 120 i 90 graus. Va demostrar que si s’adoptava un subministrament elèctric de quatre fases, la generació d’electricitat es podria reduir de tres a quatre vegades amb el mateix robot útil.
L’ús generalitzat de motors d’inducció amb enrotllaments ortogonals reduiria la generació d’electricitat en una mitjana de tres vegades. Això es deu al fet que prop del 70% de l’electricitat és consumida precisament per motors d’inducció. Així doncs, l’elecció d’un sistema actual trifàsic va ser, per dir-ho lleugerament, no òptima.
El tercer. En temps soviètics, es va construir un sistema de transmissió de corrent directe de corrent directe, que connectava l'estació hidroelèctrica de Volga i la subestació de Mikhailovsky (Donbass) amb una tensió de 750 kV. La pràctica del funcionament del sistema ha demostrat la seva alta eficiència. S'ha comprovat que l'ús de corrent directe per transmetre electricitat a llargues distàncies té clars avantatges sobre un sistema de corrent altern. L’eficiència en circuits de corrent directe pot arribar al 90% o més. No va en va que les empreses energètiques del Japó i els Estats Units hagin intentat repetidament adquirir equips per a subestacions de corrent continu.
Així, tots ens vam convertir en ostatges de la situació actual del sector energètic. Ens veiem obligats a pagar tots els costos del transport i distribució d’energia amb una font d’energia centralitzada. La situació és diferent a l’hora de crear sistemes autònoms d’alimentació. El propi consumidor és lliure de triar el que li convé més, corrent altern o directe. L’única limitació està imposada per les càrregues finals que no poden funcionar en circuits de corrent continu. Però avui no és un problema.
Durant gairebé cent anys, la tecnologia de conversió ha sofert canvis importants, i si fa 25 anys, els convertidors i convertidors de semiconductors eren la prerrogativa de la indústria de la defensa, avui en dia són molt utilitzats en la indústria i la vida quotidiana. Molts electrodomèstics disposen de fonts d'alimentació de commutació que poden funcionar tant en circuits de corrent altern com en corrent continu.
Per tant, a l’hora de crear fonts d’electricitat autònomes, és millor donar preferència al corrent directe. Tot i això, en aquest cas, no sense problemes.
Si tracem un esquema complet d’alimentació elèctrica autònoma mitjançant un inversor, queda clar que almenys tres connexions pn estaran connectades seqüencialment en el circuit entre la font i el consumidor. A cada transició, la caiguda de tensió serà d’uns 1,5 V, la caiguda de tensió total serà d’almenys 4,5 V. A més de les pèrdues restants.
Per tant, quan es creen fonts d’energia autònomes amb inversors, l’ús de generadors de baixa tensió de 14, 28 V no és pràctic. Cal preferir els generadors amb una tensió de sortida de 230 V, que és normal per a les xarxes domèstiques, i si és possible transferir la potència de l’equip a corrent directe, és millor no descuidar-la.
Arribem a aquesta conclusió mentre desenvolupàvem fonts d’alimentació autònomes. Seria interessant aprendre altres opinions. És possible que canviïn radicalment no només les nostres opinions sobre el problema existent.
SÍ. Duyunov. A.B. Pajankov. S.I. Levachkov
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: