世界上目前較為常見的頻率為50赫茲(Hz)與60赫茲(Hz),
至於為什麼台灣會是使用60赫茲(Hz)呢?
可能是受到美援背景的關係,
又或者是日本在撤離台灣前設備就是60赫茲(Hz)吧!!
大部分的國家都有固定的 赫茲(Hz) ,
如美國、韓國的都是60赫茲(Hz),而英法中國的都是50赫茲(Hz),
但我們鄰近國日本電網很特別,同時存在50赫茲(Hz)跟60赫茲(Hz),
其中以關東及以北為50赫茲(Hz)供電區,關西及以南為60赫茲(Hz)供電區,
原因為1895年德國AGE將一台50赫茲(Hz)的交流發電機賣給東京電燈會社,
而大阪電燈會社則購買美國奇異60赫茲(Hz)的交流發電機,
才有這樣奇特的電網系統。
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什麼是赫茲(Hz)?
每秒電流變化的次數,單位為赫茲(Hz),
而赫茲(Hz)命名是紀念發現的德國物理學家海因里希-赫茲,
交流電是會定期改變電流的方向,週期是電流週期性變化的時間,
交流電流方向每秒變化50或60個週期,根據每秒變化100或120,
就是50赫茲(Hz)或60赫茲(Hz),
由此可知50赫茲(Hz)表示發電機的轉子每秒旋轉50個週期,
電流每秒來回改變50次,方向改變100次,
這意味著電壓從正變為負,從負變為正,此過程每秒轉換50次。
為什麼要使用50赫茲(Hz)或60赫茲(Hz)呢?
是否有想過這樣子的問題??
當赫茲(Hz)增加的時候,發電機和變壓器的銅和鋼可以減少,
重量和成本確實也都能降低,但將使電器設備和傳輸線的電感增加,
耗損增加,電容減小,從而降低了傳輸效率,反之赫茲(Hz)如果太低,
則設備電器的材料會增加,且成本額貴,並且會使燈光閃爍,
因此實踐下來50赫茲(Hz)跟60赫茲(Hz)最為適當。
如何將50赫茲(Hz)跟60赫茲(Hz)互換?
通過變頻器可以將固定50赫茲(Hz)或60赫茲(Hz)互換,
將50赫茲(Hz)交流電源轉變為直流,在將直流轉變為60赫茲(Hz)交流電源,
此設備輸出為純正弦波及可調變赫茲(Hz)和電壓。
它與變頻驅動器不同,驅動器僅用於電動機速度控制。
理想的交流電源應具有穩定的赫茲(Hz)與穩定的電壓,
電阻大約為零且電壓波型為純正弦波(無失真)。
變頻器的輸出非常接近理想電源,因此,
越來越多的國家將變頻器用作標準電源,
為設備提供最優佳的電源環境。
在60赫茲(Hz)下運行50赫茲(Hz)設備時需要考慮的事項?
如果只是一般電阻或電容式的設備,
基本上不太會有問題,但如果是電感式設備就要注意囉。
如歐洲進口到台灣的機械額定通常為50赫茲(Hz),
除非經過設計可在60赫茲(Hz)下工作,
否則可能會對電動機械造成問題。
如上段所說可使用變頻器(VFD)可以解決赫茲(Hz)的問題。
舉例,台灣某品牌單相220V60赫茲(Hz)的電動果汁機,
將他帶去中國大陸使用220V50赫茲(Hz)可能會發生以下問題,
原本台灣使用電機功率為150瓦,螺桿轉數80圈(RPM),
在中國使用後電機功率為124瓦,螺桿轉數66圈(RPM),
丟失這轉數14圈(RPM)可能造成以下問題:
1.馬達的功率因素及效率變差,也就是轉速降低。
2.馬達的運轉及啟動電流增加,電磁閥電流變大造成密度飽和。
3.綜合1.2點可能會造成馬達溫度上升,破壞絕緣部分造成馬達燒毀。
4.有可能會造成電磁噪音(很尖銳的聲音)。
因此在購買國外家電產品,需要非常非常注意電壓及赫茲(Hz)的問題,
往往在設備電器上面都會特別標示喔。
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《工業技術》雜誌242(2001年9月)上。
Precision Electric,Inc,作者Craig Chamberlin,2009年11月25日