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.

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

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

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

Производители лукавят. Потери кпд компенсируются затратами на трансформатор по преобразованию в высокое напряжение. И потери в трансформаторе неизмеримо выше чем прирост кпд в двигателе.
На практике уже используются сверхпроводящие линии большого тока и даже с учетом затрат на сверхпроводимость они экономически эффективнее.

[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]

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 :-)

[pyka-npu3paka.livejournal.com]

Вопрос ТС несколько некорректен. Он доводит сверхпроводящий кабель только до двигателя. В реальности технологии СП уже используют и в самом двигателе. И это снимает надуманную проблемку. Но дает выигрыш в устранении проблем с потерями при трансформации в высокое напряжение. А они очень высокие. Плюс изоляции много идет при высоком напряжении.

[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 :-)

[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... :-)

[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.

[Михаил Тучин (from livejournal.com)]

Но бесщёточному двигателю чтобы работать на постоянном токе нужны транзисторы. Которые имеют конечное напряжение пробоя и сопротивление канала. Однако, пока, чтобы переварить необходимую мощность, хватает одного транзистора, лучше, чтобы напряжение было повыше, но в пределах номинального для транзистора. А вот дальше — батареи транзисторов можно соединять параллельно или последовательно.

[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.

[pedro zurita (from livejournal.com)]

Ах, так вы что-то такое слыхали про тепловые потери, отлично. Теперь приложите это знание к самому мотору, где сверхпроводящих проводов не предполагается (см. условие задачи).

[pedro zurita (from livejournal.com)]

Вот я и спрашиваю, почему бы на двигатели не подать 12 вольт, раз "без разницы". Преобразовать проблем нет.

[Михаил Тучин (from livejournal.com)]

Именно потому, что от трансформатора до двигателя тоже надо вести провод, причём не сверхпроводящий и не нулевой длины.