頻率是什麼?50赫茲(Hz)和60赫茲(Hz)?

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?

頻率

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,

1895年德國AGE將一台頻率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。

什麼是赫茲(Hz)?

每秒電流變化的次數,單位為赫茲(Hz),

頻率是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。

飛碟不斷電系統UPS,型號FT-1020,
詳細的設備電壓及頻率標示

設備詳細的電壓及頻率標示

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如需更深入了解可以參考維基百科

《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

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