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國內電機為什么是50Hz,而不是60Hz呢?

發布時間:2019-10-17 11:09:42         發布人:離心泵
      電機是工業生產,各設備運轉的主要電動轉動設備,國內電機品牌和電機使用很多,那么,你們知道電動機等電器設備使用的為什么是50Hz的交流電,而不是60Hz呢?
     世界上有些國家,例如國外用的是60Hz的交流電,因為采用的是十二進制,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制了,所以頻率是50Hz。那么,我們為什么要選用50Hz的交流電,而不是5Hz或400Hz呢?
電機
一、如果頻率低了會怎么樣?
    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間是要長于耐受交流電的時間,跟心室震顫什么的有關系,也就是交流電更危險。
    而直流送電另一個問題是難以開斷,直到現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電火花一樣,當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、頻率大了會怎么樣?
比如定在400Hz怎么樣?兩個問題,一是線路和設備的損耗增加,二是發電機轉速過快。
1、先來講損耗,輸電線路、變電設備、用電設備,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鍵。與電抗相對應的還有容抗,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、另一個問題是發電機的轉速。現在的發電機組基本是單級機,也就是一對磁極。為了發出50Hz的電,轉子每分鐘轉速要達到3000轉。汽車發動機轉速達到3000轉時,就能明顯感覺引擎在振動作響了,轉到六七千轉時,你就會覺得發動機快跳出引擎蓋了。
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變化,感應到副邊升壓或降壓的。磁場變化的頻率越慢,感應是越弱的,極端情況就是直流,根本沒有感應,所以頻率太低了不行。
2、用電設備功率問題
    舉個例子來說,汽車發動機的轉速就是他的頻率,比如怠速時500轉/分鐘,加速換擋時是3000轉/分鐘,換算成頻率分別是8.3Hz和50Hz。這就看出來了,轉速越高,發動機的功率越大。
    同樣道理,在相同頻率下,發動機越大,輸出功率越大,這也是為什么柴油機個頭都比汽油大的原因,個兒大勁兒大的柴油機才能帶動公交卡車等重型汽車。
    同理,電動機(或者說一切轉動機械)既要求個頭小,要求輸出功率大,只有一個辦法——提高轉速,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。變頻空調也是同樣的道理,通過變換交流電的頻率,來控制空調壓縮機的輸出功率。總之,功率與頻率在一定范圍內正相關。
四、總結
頻率不能太低的原因:變壓器能效率高,電動機可以個頭小功率大。
頻率不能太高的原因:線路和設備可以損耗小,發電機轉速不必過高。
因此根據經驗和習慣,我們的電能就被定在在50或60Hz。
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