为什么公用事业公司以50/60 Hz的频率供电？

令我惊讶的是，全球公用事业公司以50 / 60Hz的频率为国内用户供电。可能被选择为10 Hz或100 Hz ...

是否随机选择50/60？将家用电源限制在50/60 Hz时是否涉及一些理由（效率，易于构建/控制等）？

换句话说，如果我正在设计电源系统，为什么我会选择50/60 Hz而不是其他一些频率？

60 Hz是工程折衷的结果，我认为是Nicolai Tesla制造或受其影响。他是分发AC的早期拥护者之一，就像想要分发DC的爱迪生一样。折衷与所需的机器和变压器的尺寸有关，随着频率的增加，它们的尺寸会变小，而随着频率的增加，损耗也会增加。我记得读过一些关于选择60 Hz的决定的仔细研究。

另一方面，50 Hz是由于市场营销。有一家德国电网设备制造商想要与众不同，并设法将50 Hz的频率推向德国乃至整个欧洲的标准。这意味着他们不必与美国60 Hz设备竞争。世界其他地区的频率最终取决于60或50 Hz，这取决于他们是从谁那里购买设备的，以及它们在经济上是否与欧洲或美国联系在一起。由于俄罗斯采用了欧洲50 Hz标准，所以苏联成为了50 Hz国家。

这看起来像您要找的东西：

http://en.wikipedia.org/wiki/实用程序频率

在电气化的早期，使用了如此多的频率，因此没有一个值占主导地位（1918年的伦敦有10个不同的频率）。随着20世纪的继续，以60 Hz（北美）或50 Hz（欧洲和亚洲大部分地区）产生了更多的功率。标准化允许电气设备的国际贸易。后来，标准频率的使用允许电网互连。直到第二次世界大战后，随着价格实惠的消费电子产品的出现，制定了更加统一的标准。

在英国，早在1904年就宣布了50 Hz的标准频率，但在其他频率上仍继续取得显着发展。[10] 从1926年开始实施的国家电网迫使许多互连的电气服务提供商之间的频率标准化。50 Hz标准仅在第二次世界大战之后才完全建立。

到1900年左右，欧洲制造商已将新设备的标准频率定为50 Hz。1902年，德国在电机和变压器的第一个标准中采用VDE，建议将25 Hz和50 Hz作为标准频率。VDE很少看到25 Hz的应用，因此从1914年版的标准中删除了它。其他频率的残留装置一直持续到第二次世界大战之后。[9]

除了Rasmus Faber引用的1997年Edward L Owen专栏文章外，这里还有另一篇好文章：“北美以60 Hz作为标准交流频率的技术起源”，IEEE Power Engineering Review，1999年3月，Paul Nixon，p。35-37。全文在付费专区后面，但他们将第一页以png图像形式发布，我将在下面链接到该页面。

这里特别有趣的部分是：

到1889年末和1890年初，直接耦合交流发电机已进入实验阶段。这些机器将比皮带驱动的发电机更加可靠，但运行速度要低得多。显然，需要较低的交流工作频率（大于133.3Hz），这又受到结构和机械约束的驱动。例如，由100rpm发动机直接驱动的交流发电机将需要160个磁极才能产生133 1/3 Hz的频率。这种构造被认为是禁止的。西屋公司（Westinghouse Co.）大约在这段时间进行了一项工程研究，该研究考虑了当时系统组件的电气运行特性以及可能的发动机驱动发电机构造限制，并建议7，每分钟200次交替（60Hz @ 2极）的频率与发动机转速所希望达到的频率一样高，然后即可达到。60Hz实际上是一个精心选择的折衷方案。人们认为，较高的频率对现有的变压器会更好，而较低的频率对发动机型发电机可能会更好。60 Hz于1890年首次在商业上出现。最早的60 Hz系统（如早期的ac系统（140、133 1 / 3、125 Hz））都是单相的。

到1892年，已经有大量由西屋公司设计的60 Hz中央站，并且60Hz已从较高的频率接管了交流业务的份额。

_{（来源：ieee.org）}

因此，我们基本上要权衡取舍（在高频下使用变压器更好，而在低频下使用电机则更好，今天基本上仍然如此），这导致了某种程度的任意折衷，然后网络效应巩固了这些选择。

欧文（Owen）文章还提到，直到1948年完成向60Hz的转换之前，南加州一直是50Hz。日本仍然有50Hz和60Hz的一半：欧文指出：“ 1895年，AEG向东京和东部的电力公司出售了50Hz的发电机日本的一半被置于50Hz的路径上。一年后，通用电气向大阪的电力公司出售了60Hz的发电机，而日本西部的一半被置于60Hz的路径上。” 最后，似乎主要是惯性/网络效应-更改大型基础设施项目太痛苦了。

从60Hz作为电源频率的起源（IEEE工业应用杂志，1997年12月，“历史”专栏，由Edward L. Owen撰写）：

“选择范围是50Hz和60Hz，两者都同样适合需求。考虑到所有因素，没有任何迫不得已的理由选择任何一个频率。最后，决定将60Hz标准化为感觉不太可能产生恼人的闪烁。”

我相信，特斯拉在与爱迪生（Edison）进行AC / DC对抗后赢得了很大的影响，并或多或少地决定了美国的60Hz频率。他当时还发明了荧光灯管，磷光体的衰减时间可能比那时更短，并且在50Hz时有更多的闪烁，其发光速度是此频率的2倍。

正如马特（Matt）昨天说的那样，德国的VDE在1900年代初成为标准，欧洲在第二次世界大战后被标准化为50 Hz。

还有另一种用于电网运输的系统。它称为HVDC。不幸的是，由于存在向后可计算性的要求，因此标准频率与Rub一样坚固，以备将来使用。因此，他们使用了大型的真空管逆变器，经过长距离分配后恢复为交流电。

另一个例子是柴油火车上的变频发电机仅用于存储在电池中，以便直流牵引电动机可以从电池中运行。这是最有效的经济方式，因为与50或60Hz无关。

俄罗斯人和其他人已经试验了无运动部件和磁场大于1 T的磁水动力（MHD）发电机。

在某些情况下，这些发生器的工作频率为4-6 kHz。

如果他们知道在爱迪生时代如何分配高压直流电，特斯拉将输掉他赢得的战斗，这是由于提高了变压器升压和配电成本的效率，感应电动机相对于有刷直流电的可靠性以及其他原因。

人眼的“刷新率”本身大约在60hz左右。这是发电频率选择的决定性因素。出于可行性考虑，它被设计为尽可能低的频率，因此最终以大约60hz（在世界各地为50hz）结束

想象一下100年前最大的大功率涡轮发电机，其三相为8极或16极的情况是250 RPM，如果运行速度太快，它会产生共振，并且速度太慢，效率低下。那么您决定在一个国家/地区使用AC而不是DC进行传输，最终以25 Hz然后50 Hz的频率思考，如果我们使用60Hz，那么我们所有的时钟都会更精确。

后来，IBM发明了一种自动重新同步的磁性时钟，该时钟进入每个教室以每小时进行同步，因为他们使用60Hz的电源而不是很久以前的50Hz功率来发明时钟。基于60 HZ，但欧洲表示谁在乎，涡轮机的转速更好，为250 RPM，如果我们要分享动力，我们无力更换欧洲的所有人。如果必须要有一个以上的人同意，那么您永远不会做出一个完美的整体答案。

我不知道确切的答案，但是我可以想象一个基于历史和大型机器机电成本问题的答案

如果要在交流电网中来回共享功率，则必须与10 ^ 15分之一的功率同步，并且相位误差为零，这比听起来要难得多...因此存在基于许多因素的区域差异原因...共享电网功率的某些方法是高压DC或使用电动发电机或使用具有相位校正的HVDC同步逆变器...

所以欧盟是50个，北美是60个，日本和日本都是，非洲也存在同步问题和许多电源故障。告诉您，无论您决定如何，都不要将其更改为需要向其出售电力的人员。

（我的兄弟在非洲工作了很多，并告诉我，一次电源故障烧毁了他家中所有设备，包括冰箱电机和笔记本电脑用品。在乌干达农村。