Diskuse Elektrika.cz

Proč se např. v USA používá frekvence 60 a v Evropě 50 Hz?

Z technického hlediska nemá použití frekvence 50 nebo 60 Hz žádné podstatné výhody nebo nevýhody. Vyšší frekvence umožňuje stavět stroje menší, asynchronní motory se točí rychleji, ale zase jsou větší ztráty v železe. Rozdíly ale nejsou podstatné.
Roli hrál historický vývoj. Když se koncem 19. století začínala používat elektrická energie, každá elektrárna dodávala proud jen pro své okolí. Žádné normy zpočátku neexistovaly, a tak si každý zvolil napětí i kmitočet zcela libovolně (ovšem v rozumných mezích, rozvádět např. napětí 12 V po celém městě při rozumných ztrátách nejde, přivádět napětí 10 kV k žárovce na nočním stolku je také nesmysl),  každý používal i jiný typ zásuvky. Použití jiného napětí mělo pro majitele elektrárny i určité výhody: pokud dodávám někomu elektřinu jiného napětí než všichni ostatní, musí zákazník u mne kupovat nejen elektřinu, ale i žárovky a ostatní spotřebiče. Vzniklo tak velké množství lokálních sítí o napětí obvykle 100 až 240V, některé střídavé, některé stejnosměrné.
Ve 20. století se rozvodné sítě postupně zvětšovaly, proud do stejné sítě dodávalo více elektráren v různých lokalitách, a postupně došlo ke spojení všech sítí na území státu a pak i na mezinárodní úrovni. Bylo tedy nutné kmitočet, soustavy i napětí postupně sjednotit. Vše se normalizovalo, všichni výrobci se museli přizpůsobit, jinak by je konkurence převálcovala. V rámci Evropy se tedy používá stejné napětí i frekvence, v současné době se sjednocují i zásuvky. Většina evropských států používá (nebo začíná používat) jeden ze dvou systémů zásuvek, do obou jde ale stejná vidlice.
Stejná byla situace i v Americe. I tam postupně vznikla jednotná energetická síť se stejným napětím i kmitočtem, ovšem poněkud jiným, než v Evropě. Protože evropská a americká energetická soustava není propojená, nebylo nutné parametry sjednocovat a zřejmě to nelze očekávat ani v budoucnosti.

Zásuvky se sjednocují již několik desetiletí. A ještě několik desetiletí (možná staletí) to bude určitě trvat.

A protože Amerika používá 60Hz,motory se točí rychleji tak je daleko dál než Evropa. ?? ::) :P

A jak vysvětlíš, že v Rakousku se pro trakci používá 16 2/3 Hz a taky jim to jezdí a shodou okolností mnohem rychleji než v ČR i USA :D

To bude tím, že nepoužívají elektřinu z jaderných elektráren  :D

A největší mazec mají v Japonsku. Půlka jede na 50Hz a půlka na 60Hz. A to i v rámci jednoho ostrova.

16 2/3 Hz se zavedlo hlavně z těchto důvodů:
- je to střídavé napětí, takže bylo možno na mašinách použít transformátory a napětí v troleji zvýšit (a tím snížit ztráty ve vedení)
- takto nízký kmitočet bylo možné připojit na motory bez usměrňovačů

[date=1228197461]
tr)
- takto nízký kmitočet bylo možné připojit na motory bez usměrňovačů
[
/quote]To se používají opravdu stejnosměrné motory,to jsem netušil? ::)

V době, kdy se s elektrickou trakcí začínalo, tak ano. Dnes už je technika někde jinde.

Trochu bych ještě upřesnil - možné připojit na na trakční sériové komutátorové motory bez použití usměrňovačů. Při 50Hz jsou u trakčních sériových střídavých motorů neskutečné problémy s komutací, takže se nemohou točit rychle. A čím máte více vysootáčkovějš í motor, tím je na jednotku objemu a hmotnosti výkonnější. Což je u jakékoliv trakce důležité, aby bylo motor na jednotku výkonu co nejlehčí a u železnice aby byl tlapový trakční motor i s podvozkem odpružitelný.
(Kupodivu nejlépe na tom jsou v tomto parametru právě trakční stejnosměrné sériové motory.  Dnešní moderní asynchronní trakční motory s tomto parametru tak dobré ještě nejsou, mají zase ohromnou výhodu jinou - jsou prakticky bezúdržbové.)
A 16 2/3 Hz byl ještě kmitočet, který se dal ještě transformovat s trafem na lokomotivě sice tak 30tunovým, ale šlo to. Další výhoda byla výroba jednofázového napětí z trojfázového při symetrické zátěži napájecí trojfázové sítě. Nezanedbatelná byla možnost rekuperace do vlastní sítě železnic s kmitočtem 16 2/3Hz - to se hodilo u hornatých alpských  železnic.
Svým způsobem to bylo tehdy geniální technické řešení. Nutné si je uvědomit, že v době vzniku byly Hi tech stacionární rtuťové usměrňovače jimž dělal zle od žaludku jakýkoliv pohyb, vyžadovaly prakticky stálé čerpání vakua a hrozily detonací pri zpětném zápalu.
Dnes díky výkonovým polovodičovým usměrňovačům a střídačům,  je v mnoha směrech 50Hz lepší, ale jeho jednofázovost sebou nese mnoho problémů od bludných proudů po nutnost napájení zabezpečovací techniky jiným kmitočtem, energetický tranzit při přejezdu lokomotiv z úseku do úseku atd.
http://www.k-report.net/clanky/stahovacky-prezitek-nebo-nutnost/?kapitola=3

Takže 16 2/3 Hz nejsou měřítkem možnosti větší rychlosti jízdy.
Pokud byste srovnali sériový komutátorový trakční motor pro ss proud, ten by se mohl točit nejrychleji, pak o něco pomaleji by jel sériový střídavý komutátorový trakční motor pro 16 2/3Hz a nejpomaleji by se mohl točit sériový střídavý komutátorový trakční motor pro 50 a ještě pomaleji pro 60Hz. Navíc tato závislost není lineární.

Článek na toto téma vyšel loni v Elektrotechnic e v praxi.