Dlaczego używamy prądu przemiennego zamiast prądu stałego: ciekawe aspekty w różnych branżach i domu?

W tym artykule omówiono różne punkty, dlaczego używamy prądu przemiennego zamiast prądu stałego w wielu aplikacjach lub urządzeniach używanych w domach i przemyśle.

Omówmy inną aplikację, dlaczego używamy AC zamiast DC jako:

• Prąd przemienny (AC) może być bardzo łatwo obniżany lub podwyższany, stosując różne metody, takie jak transformator do wymaganej wartości przy jednoczesnym traceniu minimalnej energii podczas konwersji, ponieważ transformator działa wydajnie przy zasilaniu prądem zmiennym.

• Prąd przemienny (AC) jest wykorzystywany w przemyśle do przesyłu w wytwarzaniu energii elektrycznej, ponieważ wytwarzanie prądu przemiennego jest znacznie tańsze i łatwiejsze niż w przypadku napięcia stałego. W przypadku wyższych napięć i AC ma znacznie lepszą wydajność w DC podczas transmisji. 

• Urządzenia, które przekształcają energię elektryczną w dowolną energię mechaniczną, wykorzystują prąd alternatywny jako źródło zasilania, ponieważ konwersja energii jest łatwiejsza w przypadku prądu przemiennego, ponieważ straty podczas konwersji są mniejsze w konwersji prądu stałego.

• Ogólnie dla wszystkich rodzajów operacji w transformator, użycie transformatora z zasilaniem AC jest głównym źródłem zasilania. Tam, gdzie zasilanie prądem stałym nie działa prawidłowo z transformatorem, ponieważ prąd stały nie może łatwo generować zmiennego pola magnetycznego. Podstawowym warunkiem działania transformatora jest zmiana pola magnetycznego, które indukuje napięcie w drugiej cewce.

• Wysokonapięciowy prąd przemienny jest stosunkowo bardziej wydajny niż prąd stały przy przesyłaniu energii elektrycznej na znaczną odległość. Generowanie wysokiego napięcia w AC jest stosunkowo bardziej dostępne niż w DC.

• W domu używany jest jednofazowy zasilacz prądu przemiennego. W przeciwieństwie do tego, trójfazowe zasilanie prądem przemiennym jest stosowane w obiektach komercyjnych i stalowych, aby lepiej przystosować się do obciążenia wysokiego napięcia, aby ułatwić generowanie, transmisję i mniejsze wymagania konserwacyjne.

• Silnik indukcyjny AC jest łatwy w obsłudze, natomiast silnik indukcyjny DC do prawidłowej pracy wymaga dodatkowej szczotki komutatora i przełączników.

• Łuk generowany w obwodzie prądu przemiennego może być łatwo zgaszony lub może samoistnie wygasnąć, biorąc pod uwagę, że prąd przemienny ma dwa punkty przecięcia się przez zero w każdym pełnym cyklu. W przeciwieństwie do tego, łuk generowany w DC jest znacznie silniejszy i nie może być samogasnący, ponieważ DC nie ma żadnego przejścia przez zero.

• Generator prądu przemiennego jest bardziej wydajny niż generator prądu stałego. Z powodu różnych strat w generatorach prądu stałego, takich jak: prąd wirowy strata, strata mechaniczna, iskrzenie, strata miedzi i strata histerezy, zmniejsza się sprawność generatora prądu stałego. Generator prądu przemiennego nie wymaga komutatora; utrzymanie generatora prądu przemiennego jest znacznie łatwiejsze niż w przypadku generatora prądu stałego. Generator prądu przemiennego jest w stanie bardzo łatwo generować wysokie napięcie w stosunku do generatora prądu stałego.

• Dodawanie przełączników w obwodzie prądu przemiennego jest stosunkowo bardziej dostępne niż w przypadku Obwód prądu stałego. Gdy obwód prądu przemiennego jest wyłączony, wewnątrz przełącznika wytwarzana jest iskra napięcia, która gaśnie samoczynnie, ponieważ prąd przemienny ma dwa punkty przecięcia się przez zero w swoim pełnym okręgu. Gdziekolwiek w DC, zarówno prąd, jak i napięcie są stałe po wyłączeniu w obwodzie DC, napięcie generowane wewnątrz przełącznika pozostaje dłużej niż napięcie AC, jeśli łuk pozostaje dłużej w stykach przełącznika obwodu, powodując jego spalenie, wżery, przegrzanie lub przedwczesna awaria przełącznika.

• Stosowane jest zasilanie trójfazowe AC, ponieważ przy zasilaniu trójfazowym energia elektryczna jest bardziej stała, co pozwala na wydajniejszą pracę maszyny, a urządzenie staje się bardziej trwałe

• Trójfazowy system zasilania prądem przemiennym jest stosowany w różnych gałęziach przemysłu, w których występuje duże zapotrzebowanie na moc. Trójfazowy system prądu przemiennego jest używany, ponieważ moc dostarczana przez trójfazowy układ prądu przemiennego jest stała, może być wykorzystana do bardziej efektywnego wykorzystania materiałów, koszt instalacji wynosi mniejsza, gabaryty sprzętu zmniejszają się przy zastosowaniu zasilania trójfazowego itp

• W gospodarstwie domowym połączenie trójfazowe nie jest wymagane, ponieważ zużycie energii nie jest tak wysokie, jak w przemyśle, ale jeśli w domu jest dużo ciężkich urządzeń, wymagane może być podłączenie trójfazowe

• Jednofazowe połączenie prądu przemiennego jest zwykle stosowane w urządzeniach domowych, ponieważ jednofazowy prąd przemienny jest bardziej wydajny do 1000 watów, projekt kosztuje mniej, a konstrukcja jest prosta, duży zakres zastosowań jednofazowego zasilania prądem przemiennym.

• Zasilanie trójfazowe jest stosowane w ruchomych wieżach, centrach danych, samolotach, sieciach energetycznych, pokładach statków itp., a także w wielu odbiornikach elektronicznych, które do działania potrzebują więcej niż 1000 watów mocy

• Zasilanie trójfazowe jest stosowane w energochłonnych i gęstych centrach danych. W centrach danych o dużej gęstości używany jest mocniejszy system obliczeniowy, który zajmuje niewielką powierzchnię. W niektórych szafach znajduje się kilka serwerów, które mogą pobierać od 20 do 30 kW mocy, więc stała moc i wydajność mają znaczenie; dlatego stosuje się trójfazowe zasilanie prądem przemiennym. Dzięki zastosowaniu trójfazowego zasilania prądem przemiennym w centrum danych o dużej gęstości można zminimalizować straty, a równoważenie obciążenia w zakresie mocy jest prostsze, co zapewnia optymalne wykorzystanie zasilania.

• Sterowniki prądu przemiennego są szeroko stosowane w przemyśle przetwórczym w celu zwiększenia wydajności każdego elementu wyposażenia. Sterowniki AC kontrolują prędkość silnik elektryczny jako wymóg, który zmniejsza całkowite zużycie energii o 30 do 40%. W przeciwieństwie do tego, sterowniki prądu przemiennego w przemyśle służyły do ​​regulowania i kontrolowania typów urządzeń, takich jak przenośniki, wentylatory, wrzeciona maszyn itp.

• Rozmiar kabla zasilacza prądu przemiennego jest nieco lżejszy w porównaniu z kablem zasilacza prądu stałego przy tej samej wartości znamionowej.

• Elektrochirurgia wykorzystuje charakterystykę prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości do usuwania lub niszczenia tkanki. W tej procedurze do ogrzania tkanki wykorzystywany jest wysoki prąd oscylacyjny; stopień zniszczenia zależy od częstotliwości drgań i mocy prądu zasilającego.

• Ze względu na dwie zalety prądu przemiennego nad prądem stałym przy wytwarzaniu i transmisji, alternatywne zasilanie morskie (AMP) wykorzystuje do działania prąd przemienny.

• Ogólny klimatyzator wykorzystuje AC na DC; niektóre klimatyzatory używają prądu stałego do pracy, ale ten klimatyzator DC AIR ma zastosowania o niskim poborze mocy. Klimatyzatory wymagają zasilania prądem przemiennym ze względu na ich aplikacje o wysokim poborze mocy.

• Silnik, który wykorzystuje prąd przemienny jako źródło zasilania, wymaga mniejszej mocy rozruchowej i ma lepszą kontrolę nad prądem rozruchowym i przyspieszeniem, które można dostosować do różnych wymagań dotyczących prędkości i momentu obrotowego, a silniki prądu przemiennego są trwalsze niż silniki prądu stałego.

• W przypadku prądu przemiennego prąd można łatwo przekształcić w prąd stały za pomocą prostownika, filtra, diody itp. Konwersję z DC na AC można wykonać za pomocą skomplikowanego obwodu falownika, który kosztuje znacznie więcej niż konwerter AC na DC.