國內(nèi)化工防腐泵電動機(jī)為什么是50Hz而不是60Hz呢？
發(fā)布時間：2019-07-26 09:39:22 發(fā)布人：化工防腐泵
化工防腐泵是工業(yè)生產(chǎn)中常用的泵，基本采用電動機(jī)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)按級數(shù)有2.4.6.8等，有防爆，有變頻電機(jī)，但是基本看到都是50Hz,在市場上也常聽用戶需要60Hz的電機(jī)，那是為什么呢？電動機(jī)等電器設(shè)備使用的為什么是50Hz的交流電，而不是60Hz呢？世界上有些國家，例如英美用的是60Hz的交流電，因為采用的是十二進(jìn)制，什么12星座、12小時、12先令等于1英鎊等等。后來的國家都采用十進(jìn)制了，所以頻率是50Hz。
那么，我們?yōu)槭裁匆x用50Hz的交流電，而不是5Hz或400Hz呢？
一、如果頻率低了會怎么樣？
頻率低就是0，也就是直流?？陀^上說，同樣的電流大小下，人體耐受直流電的時間是要長于耐受交流電的時間，跟心室震顫什么的有關(guān)系，也就是交流電更危險。交流電憑借方便改變電壓等級的優(yōu)勢戰(zhàn)勝了直流電。在輸送功率相同的情況下，提高電壓，送電電流會減小，消耗在線路上的能量也會隨之降低。而直流送電另一個問題是難以開斷，直到現(xiàn)在這個問題依舊是個困擾。直流輸電的問題同平時拔電器插銷時會出現(xiàn)電火花一樣，當(dāng)電流大到一定程度時，這個電火花是無法熄滅的，我們稱之為“電弧”。
對于交流電而言，電流會改變方向，因而有電流過零的時刻，利用這個小電流時間點，我們可以通過滅弧裝置切斷線路電流。但直流電流方向不會改變，沒有這個過零點，我們想要滅弧就很難了。
二、低頻交流電有什么問題？
1、變壓器效率的問題
變壓器是靠原邊的磁場變化，感應(yīng)到副邊升壓或降壓的。磁場變化的頻率越慢，感應(yīng)是越弱的，極端情況就是直流，根本沒有感應(yīng)，所以頻率太低了不行。
2、用電設(shè)備功率問題
舉個例子來說，汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速就是他的頻率，比如怠速時500轉(zhuǎn)/分鐘，加速換擋時是3000轉(zhuǎn)/分鐘，換算成頻率分別是8.3Hz和50Hz。這就看出來了，轉(zhuǎn)速越高，發(fā)動機(jī)的功率越大。
同樣道理，在相同頻率下，發(fā)動機(jī)越大，輸出功率越大，這也是為什么柴油機(jī)個頭都比汽油大的原因，個兒大勁兒大的柴油機(jī)才能帶動公交卡車等重型汽車。同理，電動機(jī)（或者說一切轉(zhuǎn)動機(jī)械）既要求個頭小，要求輸出功率大，只有一個辦法——提高轉(zhuǎn)速，這也就是為什么交流電頻率不能太低的原因，因為我們需要個頭小但功率大的電動機(jī)。變頻空調(diào)也是同樣的道理，通過變換交流電的頻率，來控制空調(diào)壓縮機(jī)的輸出功率?？傊β逝c頻率在一定范圍內(nèi)正相關(guān)。
三、再說說頻率大了會怎么樣？比如定在400Hz怎么樣？
兩個問題，一是線路和設(shè)備的損耗增加，二是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過快。
1、先來講損耗，輸電線路、變電設(shè)備、用電設(shè)備，都是有電抗的，電抗與頻率成正比，頻率越高，電抗越大，消耗的無功就越大，能傳遞的有功功率就越少。目前50Hz輸電線路的電抗約0.4歐姆，約是電阻的10倍，如果提高到400Hz，那電抗將是3.2歐姆，約是電阻的80倍。對于高壓輸電線路，降低電抗是提高輸電功率的關(guān)鍵。與電抗相對應(yīng)的還有容抗，容抗和頻率成反比，頻率越高，容抗越小，線路的泄漏電流越大。如果頻率高了，則線路的泄漏電流也會增加。
2、另一個問題是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在的發(fā)電機(jī)組基本是單級機(jī)，也就是一對磁極。為了發(fā)出50Hz的電，轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)速要達(dá)到3000轉(zhuǎn)。汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)時，就能明顯感覺引擎在振動作響了，轉(zhuǎn)到六七千轉(zhuǎn)時，你就會覺得發(fā)動機(jī)快跳出引擎蓋了。
汽車發(fā)動機(jī)尚且如此，更何況是一個重達(dá)百噸的實心鐵疙瘩轉(zhuǎn)子與汽輪機(jī)，這也是發(fā)電廠的噪音很大的原因。一個重達(dá)百噸的鋼轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)談何容易，如果頻率再高三四倍，估計發(fā)電機(jī)能飛出廠房了。如此重的轉(zhuǎn)子具有相當(dāng)大的慣性，這也是電力系統(tǒng)被稱為慣性系統(tǒng)，能保持安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。同樣也是為什么風(fēng)電和太陽能這種間歇性電源對傳統(tǒng)電源提出挑戰(zhàn)的原因。
因為風(fēng)光變化很快，幾十噸重的轉(zhuǎn)子由于巨大的慣性，要減少出力或增加出力的速度很慢（爬坡率的概念），跟不上風(fēng)電和光伏發(fā)電的變化，所以有時不得不棄風(fēng)和棄光。
四、綜上所述
頻率不能太低的原因：變壓器能效率高，電動機(jī)可以個頭小功率大。
頻率不能太高的原因：線路和設(shè)備可以損耗小，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不必過高。
因此根據(jù)經(jīng)驗和習(xí)慣，我們的電能就被定在在50或60Hz。
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