Напряжение

[Михаил Тучин]

Допустим, есть необходимость в электродвигателе, мощностью в пару-тройку мегаватт. И есть возможность прокинуть от ТП до двигателя сверхпроводящий кабель (но не в самом двигателе). Кажется, в этом случае лучше питать двигатель небольшим напряжением? Вроде тогда двигатель получится меньше по габаритам и лучше по КПД?

Comments

[terraon.livejournal.com]

Не получится. У сверхпроводников имеется такой параметр, как "критический ток", при превышении которого исчезает эффект сверхпроводимости. Он напрямую связан с величиной магнитного поля возникающего при прохождении тока по сверхпроводнику или, иными словами диаметром сверхпроводника.
Короче, чем мощнее нужен двиг, тем больший ток надо пропускать, тем толще нужен сверхпроводник, тем сложнее его иметь.

[algarkavy.livejournal.com]

Наоборот, выгоднее прокладывать от ТП кабель 10кВ.
Если питать двигатель небольшим напряжением, то в питающем кабеле будет больший ток, и, соответственно нужно будет большое сечение кабелей.

А что вы подразумеваете под сверхпроводящим кабелем? Там не такой уж огромный выигрыш по сравнению с обычным. Прокладывают обычно просто три нитки медного кабеля в изоляции из полиэтилена XPLE если нужно проложить в земле. Или шинопроводами - если внутри здания.

[aterentiev.livejournal.com]

Чем больше читаю ответ, тем больше недоумение. Ответ замечательный, правильный, но совершенно не на тот вопрос.

Топикстартер спрашивал не про кабель (его он как раз пассажем про "сверхпроводник" пытался из дискуссии вывести), а про сам мотор.

[algarkavy.livejournal.com]

Да, прошу прощения, прочитал вместо "и есть возможность..." - "А есть возможность...?" посчитав это вопросом.

Идея тянуть высковольтную линию, а потом ставить понижающий трансформатор, кажется мне сомнительной. Почему двигатель будет меньше по габаритам? Мне кажеться совсем наоборот - будет больше, причем значительно, вплоть до бессмысленности этой затеи.
А при сохранении 10кВ мы экономим на трансформаторе, проводах.
Не разбирался подробнее в теории этого дела, но производитеи всегда подчеркивают более высокий КПД высковольтных двигателей.

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

Мощность ЭД одинаково и линейно зависит и от силы тока и от напряжения. Так что ответ - без разницы.

[pedro zurita (from livejournal.com)]

Вот ответ чистого, кристального, рафинированного теоретика.
И почему это даже на троллейбусы не ставят 12-вольтовые моторы, не говоря уж о магистральных электровозах?

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

А вы не в курсе, что напряжение в контактных сетях специально увеличивают для снижения силы тока чтобы избежать тепловые потери? Но в вопросе сверхпроводящий кабель и потерь от силы тока не будет.

[Михаил Тучин (from livejournal.com)]

На магистральных электровозах, если я не ошибаюсь, напряжение на тяговых двигателях меньше 1000 вольт, в то время как напряжение контактной сети — 25 киловольт.

[karpion.livejournal.com]

Зачем в компьютере много разных напряжений? В частности, зачем в жёсткий диск подают пять, и двенадцать вольт?

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

Тянет на бесполезный вопрос)
Если кратко, то элементная база стандартизирована под разные напряжения из-за рабочих диапазонов разных элементов.
К ЭД это отношения не имеет.

[algarkavy.livejournal.com]

ага, прочитал еще раз вопрос
Т.е. предполагается, что у нас есть волшебный провод пропускающий любой ток? и мы от 0,4кВ питаем напрямую двигатель?

Ток в обмотках двигателя то все равно никуда не денется - будет очень большим - соответственно будут высокими габариты двигателя, нагрев, момент на валу, пусковой ток и т.д.

[dibr.livejournal.com]

Если посчитать аккуратно (с учетом толщины провода обмотки и числа витков), будет очевидно, что габариты, нагрев и момент для заданной мощности не зависят от тока. Пусковой ток от тока, разумеется, зависит :-)

[geeklive.livejournal.com]

От ТП?
О, так они ещё и электричество генерируют?!

[spelller.livejournal.com]

Меньше напряжение -> больше сила тока (при той же мощности) -> больше сечение проводников в двигателе -> больше габариты двигателя.

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

Больше габариты насколько? В 9 раз увеличим силу тока, сечение проводника возрастет втрое. Был проводник 5 мм, стал 15 в диаметре. Габариты ЭД возросли на 10 мм. Ужос-ужос.

[spelller.livejournal.com]

На 10 мм вырастут габариты одного проводника, а не всего девайса. Представьте себе обмотку статора ЭД, намотанную проводом диаметром 5 мм, и обмотку с тем же количеством витков, намотанную проводом диаметром 15 мм.

[dibr.livejournal.com]

Почему вдруг больше?
Больше ток - меньшее число витков в обмотке, причём так же прямо пропорционально, как и с сечением. Так что в первом приближении - те же габариты. Во втором приближении - меньше: за счет меньшего числа витков меньше суммарная толщина изоляции :-)

[Михаил Тучин (from livejournal.com)]

Вы пропустили один пункт в вашей цепочке:
Меньше напряжение -> больше сила тока (при той же мощности) -> больше сечение проводников в двигателе, но меньше количество витков ->экономия на толщине изоляции витков.

[Михаил Тучин (from livejournal.com)]

упс, не заметил, что уже выше ответили.

[alexwed.livejournal.com]

На примере электро колес устанавливаемых на велосипедах.
Чем мощнее двигатель, тем выгоднее с точки зрения КПД питать его повышенным напряжением.
Слабые моторчики 250-500 Вт питают напряжением 36-48 вольт, владельцы мощных скутероподобных электровелов с мощностью моторов от 3 кВт и выше монстрячут аккумуляторные ячейки до 100 вольт. Нет, конечно можно в мотор влить необходимую мощю и на мелком напряжении, но вот только большая часть этой энергии в тепло уйдет.

[dibr.livejournal.com]

Она в основном на подводящих проводах в тепло уходить будет, а в задаче их вынесли "за скобки".
Вот что большой ток будет ускоренно жечь коллекторно-щёточный узел - это может быть. Но ведь и его можно "вынести за скобки", использовав бесщёточные двигатели... :-)

[karpion.livejournal.com]

Вообще-то, вроде, чем выше напряжение - тем выше эффективность мотора. В частности, по этой причине в жёсткий диск компьютера подают и пять вольт (для микросхем), и двенадцать вольт (для мотора). Для мотора хотели взять выше - но побоялись пробоя с попаданием высокого напряжения на микросхемы и далее по кабелю данных на мат.плату.

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

Все проще.  Моторы стандартизированы под питание от 12 В сети постоянного тока.

[avotara.livejournal.com]

Вы правы габариты будут меньше, а КПД выше.
Комментаторы выше видимо никогда не сталкивались с рассчетом и проектированием моторов: одним из основных параметров "железа" является "ток паза" и нет разницы между тем получить этот ток из (условно) 100 проволок с током 10 А или одной проволоки с током в 1000 А.
С другой стороны засандалить одну проволоку на 1000 А в паз не выйдет по технологическим причинам т.е. будет к примеру 20 параллельных проволок по 50 А, но даже в этом случае уход от высокого (выше 1000 В) напряжения сильно снизит габариты обмотки. Снижение габаритов обмотки = увеличение габаритной мощности, или по простому: уменьшение габаритов двигателя на данный класс мощности.
Да, еще одна специфическая вещь о которой знают только проектировщики ЭД: (утрированно) все "железо" уже придумано, проектируються только обмотки.
Итого: снижать напряжение выгодно но в разумных пределах т.е. чтоб фаза не состояла из параллельных ветвей (параллельных обмоток, указанное выше расщепление обмотки на ручьи не в счет, оно применяется повсеместно).

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

Вот, первый камент по существу. Если бы вы еще название учебника по расчету ЭД, это бы была жирная точка)