유틸리티 회사가 50 / 60Hz의 주파수로 공급하는 이유는 무엇입니까?

유틸리티 회사가 전세계 50-50Hz의 국내 사용자를 공급한다는 사실에 놀랐습니다. 10Hz 또는 100Hz로 선택되었을 수 있습니다 ...

50/60이 무작위로 선택 되었습니까? 국내 공급을 50 / 60Hz로 제한하는 데 관련된 이론적 근거 (효율성, 구성 / 제어 용이성 등)가 있습니까?

다시 말해, 전력 시스템을 설계하는 경우 다른 주파수 대신 50 / 60Hz를 선택하는 이유는 무엇입니까?

60Hz는 엔지니어링 트레이드 오프의 결과로, Nicolai Tesla에 의해 영향을받는 것으로 생각됩니다. 그는 DC를 분배하고자하는 Edison과는 달리 AC를 분배하는 초기 제안자 중 하나였습니다. 트레이드 오프는 필요한 기계 및 변압기의 크기와 관련이 있는데, 이는 고주파수에서는 작아지고 일부 손실은 주파수에 따라 증가합니다. 60Hz를 선택하기로 한 신중한 연구가 있었음을 읽었습니다.

반면에 50Hz는 마케팅 때문이었습니다. 독일을 대표하는 전력망 장비 제조업체가 있었으며 독일과 유럽의 많은 국가에서 50Hz를 표준으로 사용했습니다. 즉, 미국 60Hz 장비와 경쟁 할 필요가 없었습니다. 장비를 구입 한 사람과 유럽이나 미국에 더 경제적으로 묶여 있는지 여부에 따라 나머지 세계는 60 또는 50Hz로 끝났습니다. 러시아가 유럽 50Hz 표준을 채택한 이후 소련은 모두 50Hz 국가가되었습니다.

이것은 당신이 찾고있는 것 같습니다 :

http://en.wikipedia.org/wiki/Utility_frequency

전기 화 초기에는 많은 주파수가 사용되어 하나의 가치가 없었습니다 (1918 년 런던은 10 개의 다른 주파수를 가짐). 20 세기가 계속되면서 60Hz (북미) 또는 50Hz (유럽 및 대부분의 아시아)에서 더 많은 전력이 생산되었습니다. 표준화로 인해 전기 장비의 국제 무역이 가능해졌습니다. 훨씬 나중에 표준 주파수를 사용하여 전력망을 상호 연결할 수있었습니다. 제 2 차 세계 대전이 끝나고 나서야보다 균일 한 표준이 제정 된 저렴한 전기 소비재가 등장했습니다.

영국에서는 1904 년 초에 50Hz의 표준 주파수가 선언되었지만 다른 주파수에서도 상당한 발전이 계속되었습니다. [10] 1926 년에 시작된 National Grid의 구현은 많은 상호 연결된 전기 서비스 제공 업체들 사이에서 주파수의 표준화를 강요했습니다. 50Hz 표준은 제 2 차 세계 대전 후에 만 ​​완전히 확립되었습니다.

약 1900 년까지 유럽 제조업체는 대부분 새로운 설치를 위해 50Hz로 표준화했습니다. 1902 년 전기 기계 및 변압기의 첫 번째 표준 인 독일 VDE는 표준 주파수로 25Hz 및 50Hz를 권장했습니다. VDE는 25Hz를 많이 사용하지 않았으며 표준의 1914 버전에서 삭제했습니다. 제 2 차 세계 대전이 끝날 때까지 다른 주파수에서 잔여 설치가 지속되었습니다. [9]

Rasmus Faber가 인용 한 1997 년 Edward L Owen 칼럼 외에도 "북미의 표준 AC 주파수로 60Hz의 기술 출처"IEEE Power Engineering Review, 1999 년 3 월, Paul Nixon, p. 35-37. 전체 기사는 페이 월 뒤에 있지만 첫 페이지를 png 이미지로 게시합니다. 아래 링크로 연결됩니다.

여기서 특히 흥미로운 섹션은 다음과 같습니다.

1889 년 말과 1890 년 초, 직접 결합 된 교류 발전기가 실험 단계에 들어 왔습니다. 이 기계는 벨트 구동 식 발전기보다 훨씬 신뢰성이 높지만 훨씬 낮은 속도로 작동합니다. 더 낮은 ac 동작 주파수 (133.3Hz보다)에 대한 필요성이 명백해졌으며, 다시 구조적 및 기계적 제약에 의해 구동되었다. 예를 들어, 100rpm 엔진으로 구동되는 교류 발전기는 133 1/3 Hz의 주파수를 생성하기 위해 160 개의 극을 필요로합니다. 이러한 유형의 구조는 금지적인 것으로 간주되었습니다. 이시기에 웨스팅 하우스는 시간의 시스템 구성 요소와 가능한 엔진 구동 발전기 구성 제약과 관련하여 전기적 작동 특성을 고려한 엔지니어링 연구를 수행했으며, 분당 200 개의 교대 (60Hz에서 2 극)는 도달 할 수있는 엔진 속도에 바람직한 주파수만큼 높았습니다. 60Hz는 실제로 엄선 된 절충안이었습니다. 트랜스포머에는 주파수가 높을수록 존재하는 것이 더 좋으며 엔진 유형 발전기에는 주파수가 낮을수록 더 좋을 것으로 생각되었습니다. 60Hz는 1890 년에 상업용으로 처음 등장했습니다. 초기 ac 시스템 (140, 133 1/3, 125Hz)과 같은 초기 60Hz 시스템은 모두 단상이었습니다.

1892 년까지 웨스팅 하우스가 설계 한 60Hz 중앙 스테이션이 다수 존재했으며 60Hz는 더 높은 주파수에서 AC 사업의 일부를 인수했습니다.

_{(출처 : ieee.org )}

따라서 기본적으로 우리는 다소 임의적 인 타협을 초래하는 트레이드 오프 (고주파에서 트랜스포머와 저주파에서 더 나은 전기 기계에 더 나은)를 선택하고 네트워크 영향으로 선택을 강화합니다.

Owen 기사는 또한 1948 년 60Hz로 변환이 완료 될 때까지 남부 캘리포니아가 50Hz 증가했다고 언급합니다. 일본은 여전히 ​​50Hz와 60Hz의 절반을 보유하고 있습니다. Owen은 "1895 년 AEG는 도쿄와 동부의 전력 회사에 50Hz 발전기를 판매했습니다 1 년 조금 후에 GE는 60Hz 발전기를 오사카의 전력 회사에 판매했으며, 일본의 서부 절반은 60Hz 경로에 설치했습니다. " 결국 그것은 대부분 관성 / 네트워크 효과 인 것 같습니다. 대규모 인프라 프로젝트를 변경하기에는 너무 고통 스럽습니다.

에서 전원 주파수로 60 Hz에서의 기원 (IEEE 산업 응용 매거진 12 월 1997 년 에드워드 L. 오웬에 의해 "역사"열 ) :

"선택은 50-60-Hz 사이였으며, 둘 다 요구에 동일하게 적합했다. 모든 요인을 고려했을 때, 어느 하나의 주파수를 선택해야 할 이유는 없었다. 마지막으로, 60-Hz에서 다음과 같이 표준화하기로 결정했다. 성가신 깜박 거림을 일으킬 가능성이 적었다”고 말했다.

나는 테슬라가 에디슨과 AC / DC 싸움에서이긴 후 미국에서 60Hz 주파수에 많은 영향을 미쳤고 다소 줄었다 고 생각합니다. 그는 당시 형광등을 발명했으며 형광체 붕괴 시간은 아마도 짧았으며 50Hz에서 더 많은 깜박임이 발생 하여이 속도에서 2 배 @ 빛을 방출합니다.

Matt가 어제 말했듯이 독일 VDE는 1900 년대 초반에 표준을 지배했으며 2 차 세계 대전 이후 유럽은 50Hz로 표준화되었다.

전력망 운송을위한 다른 시스템이 있습니다. 이를 HVDC라고합니다. 불행히도 역전 계산 요구 사항이 그대로 있기 때문에 표준 주파수는 향후 사용을 위해 Rubidium만큼 강력합니다. 따라서 대형 진공관 인버터를 사용하여 장거리 분배 후 AC로 복귀합니다.

또 다른 예는 DC 트랙션 모터가 배터리에서 작동 할 수 있도록 배터리에 저장하기 만하는 디젤 열차의 가변 주파수 발생기입니다. 이것은 50 또는 60Hz에 연결되지 않기 때문에 가장 효율적인 방법입니다.

러시아와 다른 사람들은 움직이는 부품과 필드가 1 T 를 초과 하지 않는 MagnetoHydroDynamic (MHD) 발전기 를 실험했습니다 .

경우에 따라 이러한 발전기는 4-6 kHz 범위에서 작동합니다.

에디슨 시대에 HVDC를 분배하는 방법을 알고 있었다면 테슬라는 변압기 승압 효율 개선과 분배 비용 강압, 브러시 유형 DC에 대한 유도 전동기의 신뢰성 및 기타 이유로 인해이긴 싸움에서 패배했을 것입니다.

인간의 눈의 "갱신 률"은 그 자체로 60hz 정도입니다. 이것은 발전의 주파수 선택에서 결정적인 요인이었습니다. 타당성을 위해 가능한 한 낮은 주파수를 갖도록 설계되었으므로 약 60hz (세계 여러 지역에서 50 개)

100 년 전에 얻을 수있는 가장 큰 고출력 터빈 발전기는 3 상 8 극 또는 16 극의 250RPM이며, 너무 빨리 가동하면 공명하고 너무 느리고 비효율적입니다. 그런 다음 DC 대신 AC를 사용하여 전송하고 한 국가에서 25Hz, 50Hz로 끝내기로 결정합니다 .60Hz를 사용하면 모든 시계가 더 정확합니다.

나중에 IBM은 자동화 된 재 동기화 자기 시계를 발명하여 모든 교실에 들어가서 매시간 동기화하기 때문에 50Hz 전에 60Hz 대신 60Hz 전력을 사용하고 시계를 발명했습니다. 60 HZ를 기준으로하지만 유럽은 누가 250 RPM에서 터빈을 개선하고 전력을 공유하고 싶다면 유럽의 모든 사람을 바꿀 여유가 없다고 걱정하고 있습니다. 한 사람 이상이 동의해야하는 것 외에는 완벽하게 동일한 글로벌 답변을 할 수 없습니다.

나는 정확한 답을 모르지만 대형 기계의 전기 기계 비용 문제의 역사와 우연을 바탕으로 하나를 상상할 수 있습니다.

AC 그리드에서 전원을 앞뒤로 공유하려면 10 ^ 15 번째 전원 및 1 상 오류 중 1과 동기화되어야합니다. 이는 소리보다 어렵습니다. 이유 ... 계통 전력을 공유하는 몇 가지 방법은 고전압 DC 또는 모터 제너레이터를 사용하거나 위상 보정 기능이있는 HVDC의 동기식 인버터를 사용하는 것입니다 ...

EU는 50, 북미는 60, 일본은 모두 아프리카는 동기 문제와 많은 정전이 있습니다. WHich는 당신이 무엇을 결정하든, 당신이 힘을 팔 필요가있는 사람들로 바꾸지 말라고 말합니다.

(오빠는 아프리카에서 많은 일을했으며 시골 우간다의 냉장고 모터와 랩톱 공급 장치를 포함하여 집안의 모든 장치를 태워 버렸습니다 ..