振動(dòng)是電動(dòng)機當前的運行狀況之一。那么，你知道為什么電動(dòng)機和其他電氣設備使用50Hz交流電而不是60Hz嗎？

世界上有些國家，如英國和美國，使用60Hz交流電，因為它使用十進(jìn)制。什么12星座，12小時(shí)，12先令等于1英鎊等等。后來(lái)各國都采用十進(jìn)制，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？

如果頻率低了會(huì )怎么樣？

最低頻率是0，這是DC。為了證明特斯拉的交流電是危險的，愛(ài)迪生用交流電電死了一群小動(dòng)物，如果大象是小動(dòng)物的話(huà)……客觀(guān)地說(shuō)，在同樣的電流下，人體對直流電的耐受時(shí)間比對交流電的耐受時(shí)間長(cháng)，這和心室顫動(dòng)有關(guān)系，也就是交流電更危險。

但愛(ài)迪生最后還是輸給了特斯拉，交流電因為有改變電壓等級的優(yōu)勢，打敗了直流電。同樣的傳輸功率，當電壓提高時(shí)，傳輸電流會(huì )降低，線(xiàn)路上消耗的能量也會(huì )降低。

DC電力傳輸的另一個(gè)問(wèn)題是難以切斷，這直到現在仍然是一個(gè)問(wèn)題。DC輸電的問(wèn)題和平時(shí)拔掉電器插頭產(chǎn)生電火花的問(wèn)題是一樣的。當電流達到一定程度時(shí)，這種電火花就無(wú)法熄滅，我們稱(chēng)之為“電弧”。

對于交流電來(lái)說(shuō)，電流會(huì )改變方向，所以存在電流過(guò)零的時(shí)刻。利用這個(gè)小電流時(shí)間點(diǎn)，我們可以切斷通過(guò)滅弧裝置的線(xiàn)路電流。但是DC洋流的方向不會(huì )改變。沒(méi)有這個(gè)過(guò)零點(diǎn)，我們就很難熄滅電弧。

低頻交流電有什么問(wèn)題？

一、變壓器效率的問(wèn)題

變壓器依靠原邊磁場(chǎng)的變化，感應副邊升壓或降壓。磁場(chǎng)頻率變化越慢，感應越弱。極端的情況是DC，根本沒(méi)有感應，所以頻率太低。

二、用電設備功率問(wèn)題

比如汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機轉速就是它的頻率，比如怠速時(shí)500轉，加速換擋時(shí)3000轉，換算后的頻率分別是8.3Hz和50Hz。這說(shuō)明轉速越高，發(fā)動(dòng)機的功率越大。

同樣，在相同頻率下，發(fā)動(dòng)機越大，輸出功率越大，這也是為什么所有的柴油發(fā)動(dòng)機都比汽油大。只有大的柴油機才能驅動(dòng)像公共汽車(chē)和卡車(chē)這樣的重型車(chē)輛。

同樣，電機(或所有旋轉機械)既要求體積小，又要求輸出功率大，提高轉速的方法只有一個(gè)，——。這就是為什么交流頻率不能太低，因為我們需要體積小但功率大的電機。

變頻空調也是如此，通過(guò)改變交流電的頻率來(lái)控制空調壓縮機的輸出功率。總之，功率和頻率在一定范圍內是正相關(guān)的。

再說(shuō)說(shuō)頻率大了會(huì )怎么樣？

比如定在400Hz怎么樣？

有兩個(gè)問(wèn)題，一是線(xiàn)路和設備損耗增加，二是發(fā)電機轉速過(guò)快。

先說(shuō)損失。輸電線(xiàn)路、變電站設備和電氣設備都有電抗。電抗與頻率成正比。頻率越高，電抗越大，消耗的無(wú)功功率越大，可傳輸的有功功率越少。

目前50Hz輸電線(xiàn)路的電抗約為0.4歐姆，約為電阻的10倍。如果提高到400Hz，電抗為3.2歐姆，約為電阻的80倍。對于高壓輸電線(xiàn)路，降低電抗是提高傳輸功率的關(guān)鍵。

與電抗相對應的是容抗，容抗與頻率成反比。頻率越高，線(xiàn)路的容抗越小，漏電流越大。如果頻率高，線(xiàn)路的漏電流也會(huì )增加。

另一個(gè)問(wèn)題是發(fā)電機的速度。現在的發(fā)電機組基本都是單級機，也就是一對磁極。為了產(chǎn)生50Hz的電力，轉子速度應該達到每分鐘3000轉。當發(fā)動(dòng)機轉速達到3000轉時(shí)，你可以明顯感覺(jué)到發(fā)動(dòng)機在震動(dòng)。當它轉到6000轉或者7000轉的時(shí)候，你會(huì )覺(jué)得發(fā)動(dòng)機快要跳出發(fā)動(dòng)機罩了。

發(fā)動(dòng)機尚且如此，更何況一個(gè)堅固的鐵結轉子和重達100噸的汽輪機，這也是電廠(chǎng)噪音大的原因。A

如此沉重的轉子具有相當大的慣性，這是動(dòng)力系統被稱(chēng)為慣性系統并能保持安全穩定運行的前提。也是風(fēng)電、太陽(yáng)能等間歇性電源挑戰傳統電源的原因。

因為景色變化很快，重達幾十噸的轉子由于其巨大的慣性(爬升率的概念)，減少或增加出力的速度很慢，跟不上風(fēng)力和光伏發(fā)電的變化，所以有時(shí)不得不棄風(fēng)棄光。

綜上所述

頻率不能太低的原因：變壓器能效高，電機可以小功率。

頻率不能太高的原因：線(xiàn)路和設備損耗可以小，發(fā)電機轉速不必太高。

所以根據經(jīng)驗和習慣，我們的電能設置在50或者60Hz。