50Hz和60HZ的区别

50Hz 和 60HZ 的区别 为什么我国的电源是采用 50Hz 的 而外国有的国家采用 60Hz 的电源 我国在制定此标准时 是依据什么呢 50Hz 和 60Hz 电源的优点 缺点在哪里 两者对负载的功率有没有影响 另外 机场和飞机上又为什么采用 400Hz 的电源 其实不是很大 没有实质性的问题 不过是发电机的转速略有差别 选择 50HZ 或 60HZ 在一个国家里 总得一致 应当引起人们关注的倒是 为什么要采用 50HZ 或 60HZ 而不是更高或更低 在电气系统里 频率是一个很重要的基本要素 并不是随意确定的 这一个问题看起来简单 实际上是一个比较复杂的问题 涉及的方面比较多 从原理上追 朔 应当从麦克斯韦发现了经典电磁理论 赫兹为麦克斯韦的理论添上了至关重要的一笔 法拉第的法拉第电磁感应定律及其世界上第一台电磁感应发电机 英国工程师瓦特金首先 制出了电动机 法国人皮克希制成了发电机 西门子发现了发电机的原理 发明了发电机 这是发电机领域的第一例实际应用等说起 此后人们发现总结出来的定理为 周期性地改变方向的电流叫做交流电 电流发生 1 个周 期性变化的时间叫做周期 每秒电流发生变化的次数做频率 单位是赫兹 为了纪念赫兹 的贡献 交流电的频率为 50 60 赫 电流方向每秒钟发生 50 60 个周期性的变化 每秒改变的次数为 100 120 次 电动机是根据通电线圈在磁场中转动的基本原理制成的 如果将电动机线圈两端加两个铜 制滑环及分别与滑环接触的两个电刷就成为交流发电机 原理 发电机是实现将机械能转 化为电能的装置 需要原动机拖动 频率大小的确定与发电机 电动机及变压器等的构造 材料等有关 50 赫的两极发电机的同步转速是 3000 转 分 而如果频率上升一倍达到 100 赫 那么同步 转速将会是 6000 转 分 如此高的速度将会给发电机的制造带来很多问题 特别是转子表 面的线速度太高 必将大大限制容量的增加 另外 从使用角度看 频率过高 使得电抗 增加 电磁损耗大 加剧了无功的数量 譬如以三相电机为例 其电流大大下降 输出功 率及转矩也大大下降 实在没有益处 另外 如果采用较低的频率譬如 30 赫 变压效率 低 那么将不利于交流电的变压和传输 现代电力系统的频率即电力系统中的同步发电机产生的正弦基波电压的频率 频率是整个 电力系统统一的运行参数 一个电力系统只有一个频率 我国和世界上大多数欧洲国家电 力系统的额定频率为 50Hz 美洲地区多数是 60Hz 大多数国家规定频率偏差 0 1 0 3Hz 之间 在我国 300 万 kW 以上的电力系统频率偏差规定不得超过 0 2Hz 而 300 万 kW 以下的小电力系统的频率偏差规定不得超过 0 5Hz 由于大机组的运行对电 力系统频率偏差要求比较严格 因此有些国家对电力系统故障运行方式的频率偏差也作了 规定 一般规定在 0 5 1Hz 之间 超过允许的频率偏差 大机组将跳闸 这不利于系 统的安全稳定运行 在电力系统内 发电机发出的功率与用电设备及送电设备消耗的功率不平衡 将引起电力 系统频率变化 当系统负荷超过或低于发电厂的出力时 系统频率就要降低或升高 发电 厂出力的变化同样也将引起系统频率变化 另外 我国电网的频率变化范围是 1Hz 因为频率调节惯量较大 范围小容易引起电网振 荡 作过温控或恒压的人应该理解 在大网并网前 兰州地区的电网频率在 50 5Hz 以上 上海地区在 49 5Hz 左右 现在的大网并网有利于电网频率及电压稳定 载波频率越高 正弦波型越好 电机绕组的谐波越少 但是辐射干扰能量提高 干扰周边 电气设备 电网频率的差异取决于人们的计算习惯 美洲的大规模发电较早 当时的计算工具主要是 英制 12 进制 计算尺 为便于计算 用 60Hz 稍晚一点的规模电网都用 10 进制数据 50Hz 更方便些 关于电压等级 分为发电机和电动机两个系列 我们常说的电压是电动机电压 是基本系 列 220V 为基础 每乘 1 414 并圆整后为一个等级 变频器电压除外 发电机电压为同 等级的电动机电压加 5 并圆整 所以只有 230V 或 400V 的发电机而没有 220V 或 380V 的发电机 机场的特殊情况是 机载发电机要求体积小重量轻 只有提高频率才能满足功率要求 所 以相应的机载电气设备用 400Hz 与飞机相关的电源要 400 赫兹咯 军用的更高的也有 航空器上的电源采用 400Hz 就是为了减小体积和重量 是一个复杂的系统工程 军电和航 电的 400Hz 主要取决于以下几点 1 频率高的发电机或电动机由于转速高 转矩小而体 积 重量较小 2 飞机上发电机的动力取自航空发动机 转速较高 3 直流用电设备较 多 频率高有利于减小整流纹波 在相同电压的情况下 50hz 与 60hz 及 400hz 电源在传输功率上 整流效率有什么不同 不用 100Hz 或 120Hz 是因为频率太高 一方面传输困难 做变频器的对线路感抗及容抗 的理解应该是深刻的 另一方面 发电机和电动机的转速太高或极数太多都不可取 400Hz 的电不能远距离传输 用户在订购 400Hz 发电机时要给定传输距离及方式 整流效 率也差 但整流后纹波较小 纹波频率较高 好处理 如果 50 赫兹投入需要 60 赫兹的生产线 交流电机速度降低 电机速度与频率成正比 电 机发热 长时间工作必烧无疑 控制系统一般通过整流和开关电源 应该没事 还要看一下 对频率敏感的器件 大前题 电压等级一致 如果要研究将 50Hz 电源直接供电给需要 60Hz 电源的生产线上使用 主要考虑电磁器件的 电磁特性 如电动机 变压器 其次是与电源频率有关的采样信号 对于前者 研究的方 法可以找到这两个器件的电磁表达式 分别将 50Hz 和 60Hz 带进去 就可以发现一些问 题 徐武安 电感器件设计与计算 四川科技出版社 1985 08 其中的 103 页 106 页主 要讲高频变压器的设计计算 其中有些理论可以引申到电动机上去 后者不用说就知道了 对于异步电机而言 将 50Hz 的电源供给 60Hz 的负载时 转速降低是肯定的 电压应按 电机铭牌电压降低 1 6 供应 此时电机可长期运行 且转矩 电流不变 功率减小了 1 6 若电压不降低 会造成电机磁路饱和 空载电流和空载损耗增大很多 对于电感器 感抗减小 1 6 对于 60Hz 专用的接触器 改为 50Hz 容易误脱扣 但目前 一般都是 50 60Hz 通用的 发达国家也有 50HZ 的 比如欧洲大多数国家 小国也有采用 60HZ 的 比如小日本 日本电源标准的起源 在网上见到以下叙述 日本有两个周波数 关东是 50 赫兹 关西是 60 赫兹 怎么会有这种邪门事 很简单 日本人向老外学发电时 关东人跟欧洲人学 买 50 赫兹的发电机 而关西人则跟美国人 学 买 60 赫兹的发电机 关东指的是首都圈 也就是东京都 23 区和周围的神奈川 琦玉等好几个县的一部分 而 关西指京阪神 京都 大阪 神户 及周围地区 英国的电源标准是 50HZ 单相 230V 三相 400V 和我国现行的标