國(guó)內(nèi)電機(jī)為什么是50Hz，而不是60Hz呢？
發(fā)布時(shí)間：2019-10-17 11:09:42 發(fā)布人：離心泵
電機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)，各設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的主要電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，國(guó)內(nèi)電機(jī)品牌和電機(jī)使用很多，那么，你們知道電動(dòng)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(guó)家，例如國(guó)外用的是60Hz的交流電，因?yàn)椴捎玫氖鞘M(jìn)制，什么12星座、12小時(shí)、12先令等于1英鎊等等。后來的國(guó)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(huì)怎么樣？
頻率低就是0，也就是直流。同樣的電流大小下，人體耐受直流電的時(shí)間是要長(zhǎng)于耐受交流電的時(shí)間，跟心室震顫什么的有關(guān)系，也就是交流電更危險(xiǎn)。
而直流送電另一個(gè)問題是難以開斷，直到現(xiàn)在這個(gè)問題依舊是個(gè)困擾。直流輸電的問題同平時(shí)拔電器插銷時(shí)會(huì)出現(xiàn)電火花一樣，當(dāng)電流大到一定程度時(shí)，這個(gè)電火花是無法熄滅的，我們稱之為“電弧”。
對(duì)于交流電而言，電流會(huì)改變方向，因而有電流過零的時(shí)刻，利用這個(gè)小電流時(shí)間點(diǎn)，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(huì)改變，沒有這個(gè)過零點(diǎn)，我們想要滅弧就很難了。
二、頻率大了會(huì)怎么樣？
比如定在400Hz怎么樣？?jī)蓚€(gè)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(duì)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(duì)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(huì)增加。
2、另一個(gè)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(jí)機(jī)，也就是一對(duì)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000轉(zhuǎn)時(shí)，就能明顯感覺引擎在振動(dòng)作響了，轉(zhuǎn)到六七千轉(zhuǎn)時(shí)，你就會(huì)覺得發(fā)動(dòng)機(jī)快跳出引擎蓋了。
三、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(chǎng)變化，感應(yīng)到副邊升壓或降壓的。磁場(chǎng)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(gè)例子來說，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就是他的頻率，比如怠速時(shí)500轉(zhuǎn)/分鐘，加速換擋時(shí)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(dòng)機(jī)的功率越大。
同樣道理，在相同頻率下，發(fā)動(dòng)機(jī)越大，輸出功率越大，這也是為什么柴油機(jī)個(gè)頭都比汽油大的原因，個(gè)兒大勁兒大的柴油機(jī)才能帶動(dòng)公交卡車等重型汽車。
同理，電動(dòng)機(jī)（或者說一切轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械）既要求個(gè)頭小，要求輸出功率大，只有一個(gè)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?yàn)槲覀冃枰獋€(gè)頭小但功率大的電動(dòng)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)。
四、總結(jié)
頻率不能太低的原因：變壓器能效率高，電動(dòng)機(jī)可以個(gè)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(yàn)和習(xí)慣，我們的電能就被定在在50或60Hz。
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