为什么用电频率是50Hz?

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50hz交流电波长

50hz交流电波长

50hz交流电波长50Hz交流电是一种常见的电力供应频率,它在我们的日常生活中无处不在。

无论是家庭、办公室还是工厂,都离不开这个稳定的电力源。

这篇文章将以人类的视角,向您描述一下50Hz交流电的波长及其影响。

让我们来了解一下什么是交流电的频率。

交流电的频率是指电流或电压在单位时间内变化的次数。

50Hz表示电流或电压每秒钟变化50次。

这个频率是由电力系统的发电机所决定的,它在世界各地有所不同。

而频率的波长则是指电流或电压波形中一个完整周期所占据的距离。

在50Hz频率下,电流或电压的波长约为6000公里。

这个波长相当于从地球表面到大气层外部的距离。

想象一下,电流或电压在空气中传输,穿越山脉、河流,穿越城市的高楼大厦,最终到达我们的家庭用电设备。

这个过程是如此的远大而壮观。

50Hz交流电的波长对电力传输和使用有着重要的影响。

首先,波长的长度决定了电力传输的效率。

较长的波长意味着电流或电压在传输过程中的能量损耗较小。

这使得电力系统能够更远距离地传输电力,为远离发电站的地区供电。

波长的长度也影响到电力设备的设计和运行。

较长的波长要求电力设备具有更高的绝缘性能,以避免电流或电压泄漏。

同时,较长的波长也要求电力设备具有更高的稳定性,以保证电压的稳定输出。

这对于保障我们日常生活中的用电安全至关重要。

除了对电力系统的影响,50Hz交流电的波长也对我们的健康和生活产生影响。

近年来,一些研究表明,长期暴露在较高频率的电磁场中可能对人体健康产生一定的影响。

因此,对于电力设备的布置和使用,我们需要注意减少电磁辐射对人体的潜在影响。

50Hz交流电的波长是电力系统中不可忽视的重要因素。

它影响电力的传输效率和设备的设计运行,同时也与我们的健康和生活息息相关。

我们应该充分认识到50Hz交流电的波长对我们的生活产生的重要影响,并采取相应的措施来确保电力的安全和可靠供应。

为什么用电频率是50Hz?

为什么用电频率是50Hz?

大家平时家里用的电是50Hz的,Hz是赫兹的缩写,代表一秒钟电流周期性变换方向的次数,50Hz表示1秒钟电流有50个周期,方向改变100次。

世界上有些国家,例如英美用的是60Hz的交流电,因为采用的是十二进制,什么12星座、12小时、12先令等于1英镑等等。

后来的国家都采用十进制了,所以频率是50Hz。

当然还有某奇葩的漆器国,东边用50Hz,西边用60Hz。

总体来说50Hz和60Hz差别不大,以下就用50Hz代表吧。

那为什么要选用50Hz的交流电,而不是5Hz或400Hz呢?先说频率低了会怎么样吧。

频率最低就是0,也就是直流。

史上最经典的就是爱迪生和特斯拉的直流交流大战,爱迪生为了证明特斯拉的交流电有危险,用交流电电死了若干动物,其中还包括一头大象,爱老先生也是蛮拼的~(客观上说,同样的电流大小下,人体耐受直流电的时间是要长于耐受交流电的时间,跟心室震颤什么的有关系,也就是交流电更危险)不过最后爱迪生还是输给了特斯拉,凭借交流电方便改变电压等级的优势,交流电战胜了直流电。

在输送功率相同的情况下,提高电压,送电电流就能减小,消耗在线路上的能量就能降低。

而直流电当时无法变压,发电机出口端电压只有几百伏,为了减少损耗,只能减少送电功率和距离,所以爱迪生当时建的电厂有点像现在的分布式电源,到处都是。

直流送电另一个问题是难以开断,直到现在这个问题还困扰着直流输电。

我们平时在拔一些电器的插销时,还会打电火花。

直流输电的问题同电火花一样,当电流大到一定程度时,这个电火花是无法熄灭的,我们称之为“电弧”。

对于交流电而言,电流会改变方向,因而有电流过零的时刻,利用这个小电流时间点,我们可以通过灭弧装置切断线路电流。

但直流电流方向不会改变,没有这个过零点,我们想要灭弧就难了。

直流讲明白了,那低频交流,比如5Hz的交流电有什么问题呢?一是变压器效率的问题。

变压器是靠原边的磁场变化,感应到副边升压或降压的。

磁场变化的频率越慢,感应是越弱的,极端情况就是直流,根本没有感应,所以频率太低了不行。

为什么我们电气系统是50Hz,60Hz或400Hz频率?有什么区别

为什么我们电气系统是50Hz,60Hz或400Hz频率?有什么区别

为什么我们电气系统是50Hz,60Hz或400Hz频率?有什么区别为什么欧洲和亚洲国家的电力供应频率为50Hz,而美国则使用60Hz电源?标准的基础是什么?50Hz和60Hz电源的优点和缺点是什么?另外为什么机场和飞机使用400Hz频率?实际上,在50Hz和60Hz之间没有什么大的差别,只有发电机的转速稍有差异。

选择50Hz 或60Hz,除了日本(日本有50Hz和60Hz电源)外,几乎总是相同的。

我们应该意识到,为什么要使用50Hz或60Hz,而不是更低或更高的频率。

在电气系统中,频率是非常重要的基本要素,不是任意决定的。

它看起来很简单,但事实上这是一个非常复杂的问题,涉及很多方面。

从原理上,我们应该提到麦克斯韦尔发现的经典电磁理论,赫兹增加了麦克斯韦理论的关键点,法拉第的电磁感应定律和世界上第一个电磁感应发电机,英国工程师沃德金首先创造了电动机,法国小精灵西门子发电机发电机原理,发明了发电机,这是实际应用中的第一种情况。

从那时起,就发现并总结了电流方向的周期性变化被称为交流电流的定理,称为循环的一个循环变化中的电流时间,一秒钟内当前变化的周期时间称为频率,单位是赫兹(为了纪念德国物理学家海因里奇•鲁道夫•赫兹的贡献)。

交流电频率为50(60)Hz,电流方向变化50(60),每秒100(120)次。

电动机根据磁场中旋转线圈的基本原理制造。

如果将两个铜滑环分别连接到电机线圈的两端,两个电刷与滑环连接,则成为交流发电机(原理)。

发电机是实现从机械能转换为电能的一种装置。

频率值与发电机,电动机和变压器的结构和材料有关。

50Hz发电机同步转速为3000rpm,频率为100Hz时,同步转速为6000rpm。

这样高的速度会给制造发电机带来很多麻烦,特别是转子表面速度太快,这将大大限制发电机的容量。

在实际应用中,高频会使电抗增加,电磁损耗增加无功功率。

以电机为例,电流将大幅下降,输出功率和转矩明显下降,没有任何好处。

国际电流频率采用50Hz或60Hz的原因

国际电流频率采用50Hz或60Hz的原因

您好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50H和60HZ的区别不是很大,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。

一般家庭用电的额定频率

一般家庭用电的额定频率

一般家庭用电的额定频率
电是我们日常生活中必不可少的资源之一,而家庭用电的额定频率则是保障电力安全、高效使用的重要参数之一。

家庭用电的额定频率一般为50Hz,这是指每秒钟电流正弦波经过50次变化,也就是电流周期为20毫秒。

这样的频率在电力系统中得到了广泛的应用,因为它能够保证电力系统稳定运行,同时减少能耗和成本,提高电力系统的效率和可靠性。

对于普通家庭使用的电器设备,其额定电压和额定功率通常会在电器本体上标注,而这些电器设备的额定频率也一定要符合国家相关标准。

比如台灯、电风扇、电视机等常用电器的额定频率都是50Hz,而电脑和部分音响等设备需要更高的频率,一般会选择100Hz以上的设备。

家庭用电的额定频率与我们的电线和插座也有很大关系,如果电线或插座没有经过专业检查和合格认证,可能会导致频率不稳定,产生电压波动、漏电等问题,从而对家庭用电安全造成潜在隐患。

因此,在家庭用电时,我们应该选择合格的电器设备,并保持良好的电线、插座和电源接口的维护和清洁,避免灰尘、潮湿等问题,以确保家庭用电的稳定频率和安全性。

另外,长时间的高功率使用也要避免,以免给电力系统带来不必要的负担和问题。

总的来说,家庭用电的额定频率是电力系统中的一个重要参数,合理使用电器设备和维护电线插座可以保障家庭用电的安全、稳定和高效运行,也可以节约能源成本,减少对环境的影响。

因此,我们每个人在使用电器设备时都应该注意上述细节,共同为构建美好家庭、健康环保社会做出自己的贡献。

50hz正弦电压表达式

50hz正弦电压表达式

50hz正弦电压表达式
50Hz正弦电压是一种常用的电压,它是指50赫兹频率的
正弦波,它是由振荡器产生的。

它在电力系统中广泛应用,用于发电、传输和分配电能。

50Hz正弦电压的表达式为:V=Vm*sin(2πft),其中Vm
为电压的最大值,f为频率,t为时间。

电压的最大值,即Vm
可以从电源拉出来,它与电压的频率有关,当频率增加时,电压的最大值会随之增加。

50Hz正弦电压的特性是振幅稳定,有一个特定的频率,
且它的波形是满足正弦函数的曲线,它的特点是振幅稳定,没有波动,保证了输出电压的稳定性。

它还具有良好的频率响应特性,可以帮助电力系统保持稳定运行。

50Hz正弦电压具有广泛的应用前景,它在电力系统中应
用最为广泛,可以用于电网的传输、分配和发电,还可以在很多电子设备中用作输入电压。

据不同的应用,50Hz正弦电压的最大值也不尽相同,常
用的最大值有220伏、380伏、440伏等,可以满足不同的应
用要求。

50Hz正弦电压是一种重要的电压,广泛应用于电力系统中,它的表达式为V=Vm*sin(2πft),其中Vm为电压的最大值,f为频率,t为时间,可以根据不同的应用选择不同的最大值。

它具有振幅稳定、良好的频率响应特性等特点,可以帮助电力系统保持稳定运行,在电子设备中也有重要的应用。

家庭用电额定频率

家庭用电额定频率

家庭用电额定频率家庭用电额定频率一、概述家庭用电额定频率是指交流电源输出的电压和频率,其标准值为50Hz 或60Hz。

在不同国家和地区,家庭用电额定频率的标准可能会有所不同。

本文将主要介绍家庭用电额定频率的相关知识。

二、50Hz与60Hz的区别1.历史背景50Hz和60Hz的分别源于欧洲和美国对交流电源标准的制定。

欧洲最早采用了50Hz的标准,而美国则采用了60Hz的标准。

2.工作原理交流电是由正弦波组成的。

50Hz表示每秒钟正弦波重复50次,而60Hz则表示每秒钟正弦波重复60次。

因此,两者之间最大的区别就在于每秒钟正弦波重复的次数不同。

3.应用范围由于历史原因,欧洲大部分地区都采用了50Hz的标准,而美洲大陆则采用了60Hz的标准。

因此,在购买家庭电器时需要注意适配当地标准。

三、影响因素1.供电系统稳定性在供电系统稳定性较差或负荷较大的情况下,交流电的频率可能会发生波动。

这种波动可能会对家庭电器的正常运行产生影响。

2.电器设计不同家庭电器的设计可能会对额定频率有不同的要求。

例如,一些精密仪器需要稳定的50Hz或60Hz才能正常运行,而一些普通家用电器则可以适应一定范围内的频率波动。

四、注意事项1.购买适配当地标准的家庭电器;2.避免在供电系统稳定性较差或负荷较大的情况下使用家用电器;3.在购买精密仪器等特殊设备时,需了解其对额定频率的要求。

五、结语家庭用电额定频率虽然看似微小,但却是影响家用电器正常运行和使用寿命的重要因素。

因此,在购买和使用家用电器时需要注意额定频率,并遵循相关注意事项以保证其正常运转和安全使用。

为什么我国的交流电采用220V50Hz?

为什么我国的交流电采用220V50Hz?

为什么我国的交流电采用220V50Hz?
为什么我国的交流电采用220V50Hz?
一、原因探讨
目前世界各国室内用电的电压大体有两种:100V~130V与220~240V。

100~130V视为低压,如美国、日本等以及船上的电压,注重的是安全;
220~240V视为高压,如中国220V、英国的230V,注重的是效率。

商用交流电最早的频率是60Hz,电压是110V,其发明者是美国人Nikola Tesla。

美国是采用英制单位的,为计算方便采用了60Hz/110V的规格。

商用交流电大获成功之后,欧洲迅速引进了交流发电、馈电技术。

欧洲除英国外均使用公制单位,为计算方便将频率改为了50Hz。

后因110V电压较低,电网传输损耗较大,为改善这种状况,在交流电网没有大规模建设因而没有“负担”的欧陆国家,采用了220V的电压规格,这是由110V倍压而来,技术改造相对最简单,于是在欧陆国家就形成了
220V/50Hz的交流电网标准。

中国最早的交流电网并没有统一的标准,只是局部的小型电网,设备由各发达工业国提供,规格五花八门。

中国基本统一后,选定了公制为中国的度量衡标准,故电网的建设开始全面转向公制基础。

1949年以后,中国的工业化全面转向苏。

各国正弦交流电的频率

各国正弦交流电的频率

各国正弦交流电的频率正弦交流电是一种周期性变化的电流或电压信号,其频率是指单位时间内正弦波的周期数,通常以赫兹(Hz)为单位进行表示。

不同国家和地区的电力系统使用的正弦交流电频率并不相同,下面将介绍几个主要国家的正弦交流电频率。

1. 美国和加拿大:60Hz美国和加拿大的电力系统采用60Hz的正弦交流电频率。

这个频率源于19世纪末发电技术的发展历史,当时在美国进行电力系统建设时选择了60Hz的频率。

至今,美国和加拿大的家庭和工业用电设备仍然以60Hz的频率运行。

2. 欧洲和大部分国家:50Hz欧洲大陆及其周边国家,以及大部分亚洲、非洲和澳大利亚的国家,都采用50Hz的正弦交流电频率。

这个频率源于20世纪初欧洲各国在电力系统建设中的协商。

欧洲大陆的电力系统以及很多国家的电器设备都适配于50Hz的频率。

3. 日本:50Hz和60Hz日本是一个特殊的例子,其电力系统同时使用50Hz和60Hz的正弦交流电频率。

这是因为日本在20世纪初电力系统建设时就出现了不同频率的问题,东京地区采用了50Hz,大阪地区采用了60Hz。

随着电力系统的发展和互联互通,日本逐渐形成了两个频率并存的电力系统。

4. 中国和部分国家:50Hz和60Hz中国是一个特殊的例子,电力系统既有50Hz的地区,也有60Hz的地区,这主要源于历史原因和地理因素。

中国大陆地区绝大部分采用50Hz的正弦交流电频率,而台湾、香港和澳门地区则采用60Hz 的频率。

同样,中国的电力系统也面临着频率不匹配的问题,需要通过变压器等设备进行频率转换。

5. 印度:50Hz印度的电力系统采用50Hz的正弦交流电频率。

这个频率源于英国殖民时期建设电力系统时的选择,至今仍然沿用。

每个国家选择正弦交流电的频率有其历史和技术原因,不同频率的电力系统可以相互运行,但需要通过变压器等设备进行频率转换。

在全球范围内,电力系统的频率差异主要体现在对电器设备的适配上,一些特定的设备需要根据不同的频率进行设计和制造。

国内家庭用电规格

国内家庭用电规格

国内家庭用电规格家庭用电规格是指在家庭生活中使用电力的基本参数和规范。

这些参数和规范涉及到供电电压、频率、电流、功率等方面的要求。

下面将对国内家庭用电规格进行详细介绍。

在中国,家庭用电规格通常是220V的交流电压。

这个电压是由国家电网统一供电,并且在全国范围内保持一致。

220V是适合家庭生活的电压,可以满足大多数家用电器的需求。

除了电压外,国内家庭用电规格还包括50Hz的电频。

电频是指电力系统中交流电压或电流以每秒多少次交变的频率变化。

在中国,电网的标准频率是50Hz(即每秒50次变化)。

这个频率是按照国家标准确定的,并且在全国范围内保持一致。

在家庭用电中,我们还需要考虑电流和功率的规格。

一般来说,家庭用电的电流规格是标准的10A。

这意味着最大的电器负载不应超过10A,否则会导致电路过载。

而功率则是根据电压和电流来计算的,通常以瓦(W)为单位。

例如,一个100W的电灯使用220V的电压,其电流约为0.45A。

除了以上的规格外,国内家庭用电还有一些其他的要求。

例如,电线的截面积应符合相应的标准,以保证电力安全传输。

此外,还要注意电器的接地和防电击措施,以确保人身安全。

在国内,专门有电器安全标志和认证,家庭购买电器时要注意选择符合相关标准和认证的产品。

总的来说,国内家庭用电规格包括220V的电压、50Hz的频率、10A的电流,具体要求还涉及到电线的截面积、电器的接地和防电击措施等。

这些规格是为了确保电力的安全供应和家庭生活的正常使用。

在日常生活中,我们要遵守这些规格,并注意用电的安全问题,以保障家庭的安全和电器设备的正常运行。

电网电压和频率确定原因

电网电压和频率确定原因

为什么用电频率是50Hz交流电网的频率,是电能质量的重要标志之一,直接关系许多电能驱动设备的产品质量,如纺织业、电子业、航空航天业等;也是电网调度赖以控制电力系统运行的核心参数,比如调峰调频和互联网的区域控制误差ACE;如此关键的指标,为什么选取50赫兹或60赫兹,教科书上少有述及,也罕见有人对此刨根问底,为什么用电频率是50Hz 一文,对电网频率的前世今生,给出了较为科学的分析,令人耳目一新;交流电网频率从零乱到趋同,是电力工业发展历程的重要一章,恰恰也是容易被忽略的一篇;供电系统有史以来究竟出现多少种频率恐怕难以说清,有限的文献记载,除航空器外,高的有1331/3Hz双极8000转,低的有161/3Hz双极1000转,千差万别;究其原因,影响交流电网频率选择的因素复杂化是根本,但主要集中在用电设施、输变电设施和原动机方面,对相关因素的分析,必须放到当时的历史背景下展开讨论;负荷特性是决定因素之一,以供照明负荷为主的电网趋于选择较高的频率,白炽灯在40 Hz下就存在明显的闪烁;而以供感应电机负荷为主的电网趋于选择较低的频率目前有些电力机车供电系统还采用25 Hz,通过换流器与大电网连接,在19世纪末29世纪初的制造条件下,可以生产在50Hz系统能够运转良好的电机,却难造出在1331/3Hz系统运行的感应电机,因此,对于兼有多种负荷的系统,折中不失为现实方案,比如建于1895年的英国考文垂的单相电力系统的频率就选取87 Hz,一直沿用至1906年;输变电设施是决定因素之二,从变电设施的角度趋于选择较高的频率,有利于减少变压器的体积和材料,这也是为什么飞机现在依然普遍采用400 Hz供电系统的主要原因,减轻重量是飞行器制造的首选目标;但从输电的角度,尤其是长距离输电,则倾向于选择较低的频率,频率越低,线路的阻抗也越低,输电损耗就越少,仅此而言,直流输电有其优越性,兼顾两方面的特性,也需要寻求平衡;原动机和驱动系统是决定因素之三,在当时的机械制造水平,变速系统成本高昂,因此,原动机的转速直接成为发电机的转速,发电机的极数受制于材料,对频率的提高有诸多的限制,西屋公司首建于1895年的尼加拉瓜瀑布水电站,选用的频率就是25 Hz12极250RPM,主要就是水轮机的转速限定的;由于该电站的重要性和西屋公司的统治地位,25 Hz也一度成为北美低频交流的频率标准美国北部、加拿大渥太华、魁北克地区的一些配电系统一直沿用到20世纪50年代;当然,技术上还有很多影响因素,比如早期电网的运行水平,频率低的系统,同步并网的难度就小,受到运行者的青睐,还有同步电钟的问题,60进制显示了优越性,后来还有交流噪音问题,林林总总;可见,诸多的技术元素左右着频率的选择;回溯交流电网频率的统一过程,不纯粹是技术之争,其中也可窥见权力角逐;技术分析表明,根据20世纪上半叶的实际,综合上述各项影响因素,40 Hz可能是最好的选择,也确实有很多系统采用了40 Hz,德国早期的劳芬--法兰克福联网系统采用的是40 Hz1891年,输电距离长达175公里,英格兰东北部电网在20世纪20年代成立英国国家电网之前也一直使Hz,但该频率最用40 Hz,意大利也是使用40 Hz系列42 Hz,匈牙利也是接近使用40 Hz412/3终没能成为标准,显然技术不是唯一的原因;在标准的形成过程中,设备制造商和电网经营者起到了决定性的的作用;在欧洲,电机、变压器生产商,德国的VDE公司推荐25 Hz和50 Hz两项标准,到1914年放弃了25Hz,全力推动50 Hz;同时,爱迪生德国公司设立的AEG公司19世纪末首次建造德国的发电设施,采用50Hz,之后依托其垂直垄断力,携手在欧洲推行50 Hz标准,历时40余年,直到二战之后才真正形成;而在美国,兼有制造和运行交流供电技术优势的西屋公司,在1890年后力推60 Hz的较高频率的标准相对25 Hz低频交流的频率标准,在美国系统沿用至今,期间,1893年,美国GE公司按照其爱迪生系的频率标准,在加州部分供电系统采用50 Hz,但因竞争压力,最终1948屈从于西屋的60 Hz标准;欠发达国家,尤其是殖民地国家则主要是依附宗主国和制造商的选择,如巴西一开始就兼有50和60 Hz,1938年通过立法,力图通过8年的时间,统一到50 Hz,但最后没有成功,因为多数发达地区都采用60 Hz,20世纪60年代又改为60 Hz;50与60,成就了现有基本格局,一般而言,110V供电系统采用60 Hz标准,220V供电系统采用50 Hz标准;50与60 Hz,技术上难分伯仲,大多数家用电器也能混用,由于电力系统的地域性,似乎也没有统一成一种标准的动力,而且要从一种标准变更到另一种标准,其难度是难以想象的;对于平常百姓,频率的重要甚至其存在看似无关紧要,但对于将电能转变成动能的设备,它的输出功率是与频率的高低正相关的因种类不同从1次幂到4次幂不等;因此对于电力行业自身,频率的重要性便是不言自明的,我国60~70年代,汽轮机叶片断裂的事是经常发生的,其罪魁祸首就是频率偏差;当时由于电力严重短缺,电网长时间低频率运行经常低到48 Hz,汽轮机的转速、振动都是按照50 Hz设计的,长时间偏差运行,除降低效率,还带来加速疲劳等问题,造成叶片断裂;对电力系统运行而言,最严重的事故莫过于频率崩溃,瞬时就会让光明世界跌入黑暗;因此了解频率,历史地观察频率,不无补益;脱离当时的技术条件讨论标准形成的对与错显然是有失公允的,漠视旧标准对新技术发展的障碍也并非科学精神;回溯频率标准的演进,是否还觉得理所当然,在制造技术、控制技术、信息技术日新月异的今天,变频技术的节能效果、双频技术对影像效果的改良,新能源发电技术的发展,频率的现行标准还会不会一成不变,试问谁来续写频率的明天;从本质上说,50Hz和60Hz的区别不是很大,只不过是发电机的转速略有差别;选择50Hz或60Hz,在一个国家里日本除外总得一致;我们应当关注的是,为什么要采用50Hz或60Hz,而不是更高或更低;在电力系统里,频率是一个很重要的基本要素,并不是随意确定的;这一问题看起来简单,实际上是比较复杂的问题,涉及的方面比较多;人们总结出来的定理为,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50/60Hz,电流方向每秒钟发生5060个周期性的变化,每秒改变的次数为100120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;50Hz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100Hz,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;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30Hz,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,一个电力系统只能有一个频率;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;日本有两个周波数,关东是50Hz,关西是60Hz日本向老外学发电时,关东人跟欧洲人学,买50Hz的发电机,而关西人则跟美国人学,买60Hz的发电机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;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;显然,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;还有,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 Hz,一般军用的会更高;航空器上的电源采用400Hz就是为了减小体积和重量;军电、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;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50Hz投入需要60Hz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;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;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;大家平时家里用的电是50Hz的,Hz是赫兹的缩写,代表一秒钟电流周期性变换方向的次数,50Hz表示1秒钟电流有50个周期,方向改变100次;世界上有些国家,例如英美用的是60Hz的交流电,因为采用的是十二进制,什么12星座、12小时、12先令等于1英镑等等;后来的国家都采用十进制了,所以频率是50Hz;当然还有某奇葩的漆器国,东边用50Hz,西边用60Hz;;;总体来说50Hz和60Hz差别不大,以下就用50Hz代表吧;那为什么要选用50Hz的交流电,而不是5Hz或400Hz呢先说频率低了会怎么样吧;频率最低就是0,也就是直流;史上最经典的就是爱迪生和特斯拉的直流交流大战,爱迪生为了证明特斯拉的交流电有危险,用交流电电死了若干动物,其中还包括一头大象,爱老先生也是蛮拼的~客观上说,同样的电流大小下,人体耐受直流电的时间是要长于耐受交流电的时间,跟心室震颤什么的有关系,也就是交流电更危险不过最后爱迪生还是输给了特斯拉,凭借交流电方便改变电压等级的优势,交流电战胜了直流电;在输送功率相同的情况下,提高电压,送电电流就能减小,消耗在线路上的能量就能降低;而直流电当时无法变压,发电机出口端电压只有几百伏,为了减少损耗,只能减少送电功率和距离,所以爱迪生当时建的电厂有点像现在的分布式电源,到处都是;直流送电另一个问题是难以开断,直到现在这个问题还困扰着直流输电;我们平时在拔一些电器的插销时,还会打电火花;直流输电的问题同电火花一样,当电流大到一定程度时,这个电火花是无法熄灭的,我们称之为“电弧”;对于交流电而言,电流会改变方向,因而有电流过零的时刻,利用这个小电流时间点,我们可以通过灭弧装置切断线路电流;但直流电流方向不会改变,没有这个过零点,我们想要灭弧就难了;直流讲明白了,那低频交流,比如5Hz的交流电有什么问题呢一是变压器效率的问题;变压器是靠原边的磁场变化,感应到副边升压或降压的;磁场变化的频率越慢,感应是越弱的,极端情况就是直流,根本没有感应,所以频率太低了不行;当然,太高了也会有漏磁太多的问题,后面会讲到;学过电机学的朋友可以回忆,变压器等效电路中间有个励磁支路,励磁电抗Xm是与频率乘正比的,只有频率足够大,励磁电抗才能足够大,以至于忽略励磁电流的分流作用,忽略励磁损耗二是用电设备功率问题;举个身边的例子吧,汽车发动机的转速就是他的频率,比如怠速时500转/分钟,加速换挡时是3000转/分钟,换算成频率分别是8.3Hz和50Hz;这就看出来了,转速越高,发动机的劲儿功率越大;同样道理,在相同频率下,发动机越大,输出功率越大,这也是为什么柴油机个头都比汽油大的原因,个儿大劲儿大的柴油机才能带动公交卡车等重型汽车;同理,电动机或者说一切转动机械既要求个头小,有要求输出功率大,只有一个办法——提高转速,这也就是为什么交流电频率不能太低的原因,因为我们需要个头小但功率大的电动机;类似的如,飞机的航空发动机,每分钟转速高达上万转,就是为了“小身体大能量”,飞机的电源也是400Hz的24000转/分,因为发动机转速太高,发电的频率就高了;变频空调也是同样的道理,通过变换交流电的频率,来控制空调压缩机的输出功率;总之,功率与频率在一定范围内正相关;这里顺便说下现在汽车厂商的发动机功率参数;有些厂商为了表明今年的车型比去年的性能提高了,就把发动机的最大功率调高了,比如把240kW调高到260kW,乍一看以为发动机更先进了;其实各位还要再看一个参数——最大功率转速,有时候这个参数也同步调高了;去年的车型是5000转时达到最大功率,今年改成6000转了,实际是用转速的提高带来了输出功率的增加,而不是性能真正提高;发动机每分钟6000转什么概念呢——大概是狠狠的地板油吧~再说说频率大了会怎么样比如定在400Hz怎么样会有两个问题,一是线路和设备的损耗增加,二是发电机转速过快;先说损耗的事情,输电线路、变电设备、用电设备,都是有电抗的,电抗与频率成正比,频率越高,电抗越大,消耗的无功就越大,能传递的有功功率就越少回复“无功”,参见“为啥功率还分有功功率和无功功率”;目前50Hz输电线路的电抗约0.4欧姆,约是电阻的10倍,如果提高到400Hz,那电抗将是3.2欧姆,约是电阻的80倍;对于高压输电线路,降低电抗是提高输电功率的关键;与电抗相对应的还有容抗,容抗和频率成反比,频率越高,容抗越小,线路的泄漏电流越大;因为电缆的电容效应较大,所以这也是电缆线路送电距离不能过长的原因;如果频率高了,则线路的泄漏电流也会增加;另一个问题是发电机的转速;现在的发电机组基本是单级机,也就是一对磁极;为了发出50Hz的电,转子每分钟转速要达到3000转;咱们的汽车发动机转速达到3000转时,就能明显感觉引擎在振动作响了,转到六七千转时,你会觉得发动机要跳出引擎盖;小小的汽车发动机尚且如此,更何况是一个重达百吨的实心铁疙瘩转子与汽轮机,也因此发电厂的噪音都很大;一个重达百吨的钢转子每分钟转3000转谈何容易,如果频率再高三四倍,估计发电机能飞出厂房了;如此重的转子具有相当大的惯性,这也是电力系统被称为惯性系统,能保持安全稳定运行的前提;同样也是为什么风电和太阳能这种间歇性电源对传统电源提出挑战的原因;因为风光变化很快,但几十吨重的转子由于巨大的惯性,要减少出力或增加出力的速度很慢爬坡率的概念,跟不上风电和光伏发电的变化,所以有时不得不弃风和弃光;另外,光伏电池不是旋转设备,即非惯性系统,大量接入后,降低了电力系统的惯性,这也会对安全稳定运行造成影响;总结一下,频率不能太低的原因:变压器能效率高,电动机可以个头小功率大;频率不能太高的原因:线路和设备可以损耗小,发电机转速不必过高;所以根据经验和习惯,我们的电能就被定在在50或60Hz;美国是110V的主要是因为大量采用交流发电机最早的是美国,当时受发电机绝缘材料的限制,只能造出110V的交流发电机,并建立110V电网,日本用的美国技术;后来随着技术进步,造出了220V的交流发电机现在的交流发电机可直接电1万伏,因此后建立电网的欧洲国家就直接采用了当时最先进的220V-240V技术,而已采用110V-127V的国家由于全部更换为220V的电力系统代价过高,因而他们就只好沿用至今;客观地说,220V系统要比110V的更经济,还可以不用变压器直接从动力电380V中分相,比110V的更先进;这就象后建立电视广播的国家采用德国研制的更先进的PAL制,而先建立电视广播的国家已采用了美国早期研制的NTSC制一样;1885年,塞尔维亚人特斯拉N.Tesla,1856—1943将交流发电机专利卖给美国西屋电气公司;八年后在芝加哥举办的纪念发现新大陆400周年世界博览会上,西屋公司用特斯拉交流系统点亮了18万只电灯;此后,利用变压器变换电压的交流电系统以其长距离、低损耗优势逐渐被广泛采用;交流电地位确立后,频率问题便摆在了欧美各国面前;在电力工业发展早期,一度出现了多种供用电频率并行的局面;西屋公司曾经实验了不同频率正弦交流电,结果表明,频率低时输电线电能损耗也低,但照明设备在低频率环境下很容易产生闪烁,频率至少达到50Hz才能避免;而过高的频率会导致电力传输效率下降,反复实验后,西屋公司将电源频率固定为60Hz;美国联邦政府也开始在国内推广60Hz频率标准;但在1900年巴黎举办世界博览会上,欧洲各国订购了20套发电设备,其中16套频率为50Hz,3套42Hz,1套25Hz;以此为基础,欧洲供电频率逐渐向50Hz靠拢;随着欧洲、美国各自供电频率的统一,世界其他国家和地区也都分别以这两个频率作为各自标准频率;以日本为例,1896年东京电灯公司从德国AEG公司订购了6台265kW、50Hz发电机,1897年大阪电灯公司从美国GE公司订购了5台150kW、60Hz发电机;因此,至今日本仍采用两种供电频率,以静冈县富士山和新泻县的丝鱼川市为界,东部50Hz,西部60Hz;在电力使用早期,爱迪生的通用电力公司首先在美国使用110V电压为客户提供直流电;而后,特斯拉发明了3相的240V交流电,但出于安全考虑,电压被降低到110V;在西屋电气公司的资助下,特斯拉交流电体系最终击败爱迪生的直流电体系成为美国供电新标准;标准电压和标准频率不过110V电压较低,同功率下,比220V时电流大,用铜多,电网传输损耗较大;当时处于欧洲垄断地位的德国AEG公司发现了这一问题,将电压规格改为220V,于是欧洲国家就形成了220V/50Hz的交流电网标准;后来,美国也一度考虑改用220V来提供城市用电,但由于美国家庭中适配110V电压的家电过多,此时更改电压规格会造成大量浪费,于是不得不继续采用110v标准至今;110v电压后来也影响到日本,并通过日本影响了台湾;美国周边加拿大、墨西哥也采用了110V-120V左右的标准;英国早期电压是240V,后来为了和欧盟标准统一,改为230V;大多数英联邦国家和英国海外领地都继承这一标准,如澳大利亚、新西兰、印度等;法国电压标准为230V,受其影响,几乎整个欧洲大陆的电压都在220V-230V上下;它们在亚、非、拉的前殖民地多数也采用这一标准;中国使用的电压和频率标准,是由电力工业基础较好的地区直接继承而来的;二十世纪早期中国大陆的汽轮发电机组全部来自国外,电压频率繁杂,给电力设备制造、使用和管理带来极大不便;当时使用电力最普遍的上海共有8家电厂,其中7家采用50Hz频率,只有1家是60Hz;1928年7月16日,上海的灯泡制造商亚浦耳公司向上海社会局公用局呈文,建议规定220V 和50Hz作为中国标准电压和标准频率;东北的日满政府更是主动规定:全满电气设备的标准频率统一为50Hz,今后电气设备除特殊情况外一律采用标准频率;基于这些,1949之后制定的全国供用电标准,也都采用了220v/50Hz制式;。

50hz对应容值

50hz对应容值

50hz对应容值50Hz对应容值是指在50赫兹(Hz)频率下,电容器所需的容值。

在电力系统中,50Hz是用于交流电输送和供电的常用频率。

由于电容器在电路中具有存储电荷和调节电压的作用,因此在50Hz电网中使用特定的容值是至关重要的。

首先,我们需要了解电容器的基本概念。

电容器是由两个导体之间隔开的介质组成,能够存储电荷并在电路中产生电场。

其容值由介质的性质、导体的面积和电介质之间的距离等因素决定。

在50Hz频率下,电容器所需的容值主要涉及到两个方面:功率因数校正和频率响应。

首先,功率因数校正是指通过调节电容器的容值来改进电力系统的功率因数。

功率因数是电力系统中的一个重要参数,表示有用功与总功率之间的比率。

当功率因数小于1时,会导致电能的浪费和电路运行效率的降低。

通过添加电容器来校正功率因数,可以减少无功功率的流动,提高系统的功率因数。

根据国际电工委员会(IEC)的标准,50Hz电网中用于功率因数校正的电容器容值通常在1到100微法(μF)之间。

同时,根据具体的应用需求和负载特性,容值的选择可能会有所不同。

其次,频率响应是指电容器对频率变化的响应能力。

在50Hz频率下,电容器需要具备一定的频率响应特性,以便实现电路的稳定性和运行效率。

对于常见的电力系统应用,频率响应主要与电容器的介质类型有关。

例如,铝电解电容器和塑料薄膜电容器是两种常见的电容器类型。

铝电解电容器通常适用于低频应用,其容值在几微法到数百毫法(mF)之间,可以满足50Hz频率下的功率因数校正需求。

而塑料薄膜电容器在高频率下表现更好,适用于一些特殊的电路应用。

总而言之,在50Hz频率下,电容器所需的容值主要涉及功率因数校正和频率响应。

根据IEC标准,电容器的容值在1到100微法之间,具体的选择取决于应用需求和负载特性。

通过选择合适的电容器容值,可以改善电力系统的功率因数、确保电路的稳定性和运行效率,从而提高电能利用率和系统可靠性。

因此,在电力系统设计和运维中,合理选择50Hz对应容值是至关重要的。

我国电压频率

我国电压频率

我国电压频率一、背景介绍电压频率是指供电系统中交流电的频率,也就是电网中电流正负交替的次数。

在不同国家和地区,电压频率可能存在差异。

我国电网的电压频率为50Hz,换句话说,电流在一秒钟内正负交替50次。

二、电压频率的重要性1.保证设备正常运行:电压频率的稳定性对于电力设备的正常运行至关重要。

如果电压频率不稳定,会导致设备的故障、损坏甚至火灾等严重事故。

2.统一设备接口:不同设备通常需要不同的电压频率来供电。

在我国,所有设备都是基于50Hz的电压频率设计的,如果频率不同,设备将无法正常工作。

3.方便用户使用:电压频率统一可以方便跨地区移动和使用电器设备,比如可以方便地将电视机、冰箱等从一个地区迁移到另一个地区。

三、我国电压频率的历史演变为了更好地理解我国电压频率的现状,我们需要了解其历史演变过程。

1. 早期电网在早期,我国电力发展尚未完善,各地电网独立运行,电压频率存在较大差异。

这给设备的运行带来了很多问题,也给用户使用带来了不便。

2. 统一电网为了解决电压频率不统一的问题,我国在20世纪初开始建立统一的电网系统,并规定了统一的电压频率为50Hz。

这为我国电网的发展奠定了基础。

3. 现代电网随着电力行业的发展,我国电网逐渐形成现代化的电力系统,电压频率得到了更好的稳定和控制。

现今,我国电压频率能够保持在50Hz的稳定水平,为各行各业提供了可靠的电力供应。

四、我国电压频率的维护和控制为了保证我国电压频率的稳定,我们需要进行维护和控制的措施。

1. 发电机调整发电机是电力系统的核心组成部分之一,通过对发电机进行调整,可以控制电网的供电频率。

发电机的调整工作需要电力公司的专业技术人员进行。

2. 供电系统监控为了保持电压频率的稳定,电力公司需要对供电系统进行实时监控。

一旦发现电压频率异常,及时进行调整,避免出现设备故障和事故。

3. 用户的合理用电用户在使用电器设备时,应当根据设备的功率和说明书要求进行用电。

220v 50hz的标准写法

220v 50hz的标准写法

220v 50hz的标准写法一、标准描述1. 220v 50hz是一种电压频率标准,通常用于交流电电源系统。

2. 其中,“220v”表示电压为220伏特,“50hz”表示频率为50赫兹。

二、电压标准1. 在电气工程中,电压通常用伏特(V)作为单位。

220v表示电压为220伏特,是一种常见的家用电压标准。

2. 220v电压通常用于家庭、办公室和一般工业设备的电源供应。

三、频率标准1. 频率是指交流电周期性变化的次数,单位为赫兹(Hz)。

50hz表示电压的周期性变化频率为每秒50次。

2. 50hz的频率被广泛应用于欧洲大部分地区、非洲、亚洲和大洋洲的许多国家和地区。

四、标准写法的重要性1. 在电气工程领域,对电压和频率的标准写法非常重要,因为不同标准的电源系统可能会导致设备损坏或不正常运行。

2. 正确的标准写法能够确保设备和电源系统之间的兼容性,并有助于避免电气事故的发生。

五、国际标准和地区标准1. 国际电工委员会(IEC)制定了国际标准的电压和频率规定,以便在国际上统一电力系统的交流电标准。

2. 不同地区和国家可能会有自己的电压和频率标准,因此在跨国或跨地区使用电子设备时,需要特别留意电源标准的差异。

六、应用领域1. 220v 50hz的标准写法适用于许多家用电器、办公设备、工业设备和其他电气设备。

2. 在选购和使用这些设备时,需要根据具体应用领域和所在地区的电源标准来确定电压和频率要求。

七、结论1. 220v 50hz的标准写法是电气工程领域中的重要内容,对于确保设备和电源系统的兼容性至关重要。

2. 遵循国际标准和地区标准,选择符合当地电源标准的设备,可以有效避免因电压和频率不匹配而导致的损坏和安全隐患。

八、电压和频率的变化1. 尽管220v 50hz是一种常见的电压频率标准,但在一些国家和地区,电压和频率可能会因为不同的电力分配系统而有所不同。

2. 北美地区通常采用120v 60hz的电压频率标准,而一些国家可能采用其他不同的标准,因此在国际贸易和跨国使用电子设备时,需要格外注意电源标准的差异。

为什么我们用的电是50HZ,为什么不能是60HZ

为什么我们用的电是50HZ,为什么不能是60HZ

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50H和60HZ的区别不是很大,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。

50hz3相异步电机

50hz3相异步电机

50hz3相异步电机
50Hz 3相异步电机是一种常见的交流电动机类型。

3相表示电机有三个电源相位,异步表示旋转速度与电源频率不同步。

这种电机的工作原理是通过电磁感应产生转矩,使电机运转。

它包括一个定子和一个转子。

当三相电流通过定子绕组时,会在定子内产生一个旋转磁场。

而转子上的导体条根据磁场的变化感应出电势,并产生感应电流。

由于感应电流在转子上形成的磁场与定子产生的旋转磁场不同步,因此转子会受到旋转力矩的作用,并开始旋转。

50Hz表示电源频率为50赫兹,这是大多数国家和地区的标准电源频率。

电机的额定转速和功率通常以此为基准进行设计和选择。

3相异步电机具有结构简单、可靠性高、启动扭矩大等优点,广泛用于各种工业领域,如机械设备、制造业、水泵、风机、压缩机等。

在选择和应用时,需要考虑电机的额定功率、转速、负载特性和工作环境等因素,以确保电机能够满足实际需求。

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大家平时家里用的电是50Hz的,Hz是赫兹的缩写,代表一秒钟电流周期性变换方向的次数,50Hz表示1秒钟电流有50个周期,方向改变100次。

世界上有些国家,例如英美用的是60Hz的交流电,因为采用的是十二进制,什么12星座、12小时、12先令等于1英镑等等。

后来的国家都采用十进
制了,所以频率是50Hz。

当然还有某奇葩的漆器国,东边用50Hz,西边用60Hz。

总体来说50Hz和60Hz差别不大,以下就用50Hz代表吧。

那为什么要选用50Hz的交流电,而不是5Hz或400Hz呢?
先说频率低了会怎么样吧。

频率最低就是0,也就是直流。

史上最经典的就是爱迪生和特斯拉的直流
交流大战,爱迪生为了证明特斯拉的交流电有危险,用交流电电死了若干动物,其中还包括一头大象,爱老先生也是蛮拼的~(客观上说,同样的电流大小下,人体耐受直流电的时间是要长于耐受交流电的时间,跟心室震颤什么的有关系,也就是交流电更危险)
不过最后爱迪生还是输给了特斯拉,凭借交流电方便改变电压等级的优势,交流电战胜了直流电。

在输送功率相同的情况下,提高电压,送电电流就能减小,消耗在线路上的能量就能降低。

而直流电当时无法变压,发电机出口端电压只有几百伏,为了减少损耗,只能减少送电功率和距离,所以爱迪生当时建的电厂有点像现在的分布式电源,到处都是。

直流送电另一个问题是难以开断,直到现在这个问题还困扰着直流输电。

我们平时在拔一些电器的插销时,还会打电火花。

直流输电的问题同电火花一样,当电流大到一定程度时,这个电火花是无法熄灭的,我们称之为“电弧”。

对于交流电而言,电流会改变方向,因而有电流过零的时刻,利用这个小电流时间点,我们可以通过灭弧装置切断线路电流。

但直流电流方向不会改变,没有这个过零点,我们想要灭弧就难了。

直流讲明白了,那低频交流,比如5Hz的交流电有什么问题呢?
一是变压器效率的问题。

变压器是靠原边的磁场变化,感应到副边升压或
降压的。

磁场变化的频率越慢,感应是越弱的,极端情况就是直流,根本没有感应,所以频率太低了不行。

当然,太高了也会有漏磁太多的问题,后面会讲到。

(学过电机学的朋友可以回忆,变压器等效电路中间有个励磁支路,励磁电抗Xm是与频率乘正比的,只有频率足够大,励磁电抗才能足够大,以至于忽略励磁电流的分流作用,忽略励磁损耗)
二是用电设备功率问题。

举个身边的例子吧,汽车发动机的转速就是他的
频率,比如怠速时500转/分钟,加速换挡时是3000转/分钟,换算成频率分别
是8.3Hz和50Hz。

这就看出来了,转速越高,发动机的劲儿(功率)越大。

同样道理,在相同频率下,发动机越大,输出功率越大,这也是为什么柴油机个头都比汽油大的原因,个儿大劲儿大的柴油机才能带动公交卡车等重型汽车。

同理,电动机(或者说一切转动机械)既要求个头小,有要求输出功率大,只有一个办法——提高转速,这也就是为什么交流电频率不能太低的原因,因为我们需要个头小但功率大的电动机。

类似的如,飞机的航空发动机,每分钟转速高达上万转,就是为了“小身体大能量”,飞机的电源也是400Hz的(24000转/分),因为发动机转速太高,发电的频率就高了。

变频空调也是同样的道理,通过变换交流电的频率,来控制空调压缩机的输出功率。

总之,功率与频率在一定范围内正相关。

(这里顺便说下现在汽车厂商的发动机功率参数。

有些厂商为了表明今年的车型比去年的性能提高了,就把发动机的最大功率调高了,比如把240kW调高到260kW,乍一看以为发动机更先进了。

其实各位还要再看一个参数——最大功率转速,有时候这个参数也同步调高了。

去年的车型是5000转时达到最大功率,今年改成6000转了,实际是用转速的提高带来了输出功率的增加,而不是性能真正提高。

发动机每分钟6000转什么概念呢——大概是狠狠的地板油吧~)
再说说频率大了会怎么样?比如定在400Hz怎么样?
会有两个问题,一是线路和设备的损耗增加,二是发电机转速过快。

先说损耗的事情,输电线路、变电设备、用电设备,都是有电抗的,电抗与频率成正比,频率越高,电抗越大,消耗的无功就越大,能传递的有功功率就越少(回复“无功”,参见“为啥功率还分有功功率和无功功率”)。

目前50Hz输电线路的电抗约0.4欧姆,约是电阻的10倍,如果提高到400Hz,那电抗将是3.2欧姆,约是电阻的80倍。

对于高压输电线路,降低电抗是提高输电功率的关键。

与电抗相对应的还有容抗,容抗和频率成反比,频率越高,容抗越小,线路的泄漏电流越大。

(因为电缆的电容效应较大,所以这也是电缆线路送电距离不能过长的原因。

)如果频率高了,则线路的泄漏电流也会增加。

另一个问题是发电机的转速。

现在的发电机组基本是单级机,也就是一对磁极。

为了发出50Hz的电,转子每分钟转速要达到3000转。

咱们的汽车发动机转速达到3000转时,就能明显感觉引擎在振动作响了,转到六七千转时,你会觉得发动机要跳出引擎盖。

小小的汽车发动机尚且如此,更何况是一个重达百吨的实心铁疙瘩转子与汽轮机,也因此发电厂的噪音都很大。

一个重达百吨的钢
转子每分钟转3000转谈何容易,如果频率再高三四倍,估计发电机能飞出厂房了。

如此重的转子具有相当大的惯性,这也是电力系统被称为惯性系统,能保持安全稳定运行的前提。

同样也是为什么风电和太阳能这种间歇性电源对传统电源提出挑战的原因。

因为风光变化很快,但几十吨重的转子由于巨大的惯性,要减少出力或增加出力的速度很慢(爬坡率的概念),跟不上风电和光伏发电的变化,所以有时不得不弃风和弃光。

另外,光伏电池不是旋转设备,即非惯性系统,大量接入后,降低了电力系统的惯性,这也会对安全稳定运行造成影响。

总结一下,频率不能太低的原因:变压器能效率高,电动机可以个头小功率大。

频率不能太高的原因:线路和设备可以损耗小,发电机转速不必过高。

所以根据经验和习惯,我们的电能就被定在在50或60Hz。

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