為什么我國的電源是采用50hz的,而外國有的國家采用60hz的電源?我國在制定此標(biāo)準(zhǔn)時是依據(jù)什么呢?50hz和60hz電源的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)在哪里？兩者對負(fù)載的功率有沒有影響？另外，機(jī)場和飛機(jī)上又為什么采用400hz的電源？
其實(shí)50h和60hz的區(qū)別不是很大，沒有實(shí)質(zhì)性的問題。不過是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速略有差別。選擇50hz或60hz，在一個國家里，總得一致。
應(yīng)當(dāng)引起人們關(guān)注的倒是，為什么要采用50hz或60hz，而不是更高或更低。
在電氣系統(tǒng)里，頻率是一個很重要的基本要素，并不是隨意確定的。
這一個問題看起來簡單，實(shí)際上是一個比較復(fù)雜的問題，涉及的方面比較多，從原理上追朔，應(yīng)當(dāng)從麥克斯韋發(fā)現(xiàn)了經(jīng)典電磁理論、赫茲為麥克斯韋的理論添上了至關(guān)重要的一筆、法拉第的法拉第電磁感應(yīng)定律及其世界上第一臺電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)、英國工程師瓦特金首先制出了電動機(jī)，法國人皮克希制成了發(fā)電機(jī)、西門子發(fā)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)的原理，發(fā)明了發(fā)電機(jī)，這是發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的第一例實(shí)際應(yīng)用等說起。
此后人們發(fā)現(xiàn)總結(jié)出來的定理為，周期性地改變方向的電流叫做交流電，電流發(fā)生1個周期性變化的時間叫做周期，每秒電流發(fā)生變化的次數(shù)做頻率，單位是赫茲（為了紀(jì)念赫茲的貢獻(xiàn)）。交流電的頻率為50（60）赫，電流方向每秒鐘發(fā)生50（60）個周期性的變化，每秒改變的次數(shù)為100（120）次。
電動機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的基本原理制成的。如果將電動機(jī)線圈兩端加兩個銅制滑環(huán)及分別與滑環(huán)接觸的兩個電刷就成為交流發(fā)電機(jī)（原理）。發(fā)電機(jī)是實(shí)現(xiàn)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，需要原動機(jī)拖動。
頻率大小的確定與發(fā)電機(jī)、電動機(jī)及變壓器等的構(gòu)造、材料等有關(guān)。
50赫的兩極發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速是3000轉(zhuǎn)/分，而如果頻率上升一倍達(dá)到100赫，那么同步轉(zhuǎn)速將會是6000轉(zhuǎn)/分。如此高的速度將會給發(fā)電機(jī)的制造帶來很多問題，特別是轉(zhuǎn)子表面的線速度太高，必將大大限制容量的增加。另外，從使用角度看，頻率過高，使得電抗增加，電磁損耗大，加劇了無功的數(shù)量。譬如以三相電機(jī)為例，其電流大大下降，輸出功率及轉(zhuǎn)矩也大大下降，實(shí)在沒有益處。另外，如果采用較低的頻率譬如30赫，變壓效率低，那么將不利于交流電的變壓和傳輸。
現(xiàn)代電力系統(tǒng)的頻率即電力系統(tǒng)中的同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦基波電壓的頻率。頻率是整個電力系統(tǒng)統(tǒng)一的運(yùn)行參數(shù)，一個電力系統(tǒng)只有一個頻率。我國和世界上大多數(shù)歐洲國家電力系統(tǒng)的額定頻率為50hz。美洲地區(qū)多數(shù)是60hz。大多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差±0.1～0.3hz之間。在我國，300萬kw以上的電力系統(tǒng)頻率偏差規(guī)定不得超過±0.2hz；而300萬kw以下的小電力系統(tǒng)的頻率偏差規(guī)定不得超過±0.5hz。由于大機(jī)組的運(yùn)行對電力系統(tǒng)頻率偏差要求比較嚴(yán)格，因此有些國家對電力系統(tǒng)故障運(yùn)行方式的頻率偏差也作了規(guī)定，一般規(guī)定在±0.5～±1hz之間。超過允許的頻率偏差，大機(jī)組將跳閘，這不利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
在電力系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率與用電設(shè)備及送電設(shè)備消耗的功率不平衡，將引起電力系統(tǒng)頻率變化。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷超過或低于發(fā)電廠的出力時，系統(tǒng)頻率就要降低或升高，發(fā)電廠出力的變化同樣也將引起系統(tǒng)頻率變化。
另外，我國電網(wǎng)的頻率變化范圍是±1hz。因?yàn)轭l率調(diào)節(jié)慣量較大，范圍小容易引起電網(wǎng)振蕩，作過溫控或恒壓的人應(yīng)該理解。在大網(wǎng)并網(wǎng)前，蘭州地區(qū)的電網(wǎng)頻率在50.5hz以上，上海地區(qū)在49.5hz左右?，F(xiàn)在的大網(wǎng)并網(wǎng)有利于電網(wǎng)頻率及電壓穩(wěn)定。
載波頻率越高，正弦波型越好，電機(jī)繞組的諧波越少。但是輻射干擾能量提高，干擾周邊電氣設(shè)備。
電網(wǎng)頻率的差異取決于人們的計(jì)算習(xí)慣，美洲的大規(guī)模發(fā)電較早，當(dāng)時的計(jì)算工具主要是英制（12進(jìn)制）計(jì)算尺，為便于計(jì)算，用60hz，稍晚一點(diǎn)的規(guī)模電網(wǎng)都用10進(jìn)制數(shù)據(jù)，50hz更方便些。
關(guān)于電壓等級，分為發(fā)電機(jī)和電動機(jī)兩個系列，我們常說的電壓是電動機(jī)電壓，是基本系列，220v為基礎(chǔ)，每乘1.414并圓整后為一個等級，變頻器電壓除外；發(fā)電機(jī)電壓為同等級的電動機(jī)電壓加5%并圓整。所以只有230v或400v的發(fā)電機(jī)而沒有220v或380v的發(fā)電機(jī)。
機(jī)場的特殊情況是：機(jī)載發(fā)電機(jī)要求體積小重量輕，只有提高頻率才能滿足功率要求，所以相應(yīng)的機(jī)載電氣設(shè)備用400hz,與飛機(jī)相關(guān)的電源要400赫茲咯！軍用的更高的也有。
航空器上的電源采用400hz就是為了減小體積和重量，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。軍電和航電的400hz主要取決于以下幾點(diǎn)：1、頻率高的發(fā)電機(jī)或電動機(jī)由于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小而體積、重量較??；2、飛機(jī)上發(fā)電機(jī)的動力取自航空發(fā)動機(jī)，轉(zhuǎn)速較高；3、直流用電設(shè)備較多，頻率高有利于減小整流紋波。
在相同電壓的情況下，50hz與60hz及400hz電源在傳輸功率上、整流效率有什么不同?
不用100hz或120hz是因?yàn)轭l率太高，一方面?zhèn)鬏斃щy，做變頻器的對線路感抗及容抗的理解應(yīng)該是深刻的；另一方面，發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的轉(zhuǎn)速太高或極數(shù)太多都不可取。400hz的電不能遠(yuǎn)距離傳輸，用戶在訂購400hz發(fā)電機(jī)時要給定傳輸距離及方式，整流效率也差，但整流后紋波較小，紋波頻率較高，好處理.
如果50赫茲投入需要60赫茲的生產(chǎn)線, 交流電機(jī)速度降低，（電機(jī)速度與頻率成正比）電機(jī)發(fā)熱，長時間工作必?zé)裏o疑. 控制系統(tǒng)一般通過整流和開關(guān)電源，應(yīng)該沒事。還要看一下對頻率敏感的器件.（大前題，電壓等級一致）
如果要研究將50hz電源直接供電給需要60hz電源的生產(chǎn)線上使用,主要考慮電磁器件的電磁特性，如電動機(jī)、變壓器，其次是與電源頻率有關(guān)的采樣信號。對于前者，研究的方法可以找到這兩個器件的電磁表達(dá)式，分別將50hz和60hz帶進(jìn)去，就可以發(fā)現(xiàn)一些問題。徐武安《電感器件設(shè)計(jì)與計(jì)算〉，四川科技出版社，1985.08，其中的103頁-106頁主要講高頻變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算，其中有些理論可以引申到電動機(jī)上去。后者不用說就知道了。
對于異步電機(jī)而言，將50hz的電源供給60hz的負(fù)載時，轉(zhuǎn)速降低是肯定的，電壓應(yīng)按電機(jī)銘牌電壓降低1/6供應(yīng)，此時電機(jī)可長期運(yùn)行，且轉(zhuǎn)矩、電流不變，功率減小了1/6。若電壓不降低，會造成電機(jī)磁路飽和，空載電流和空載損耗增大很多。
對于電感器，感抗減小1/6。對于60hz專用的接觸器，改為50hz，容易誤脫扣。但目前一般都是50/60hz通用的。
發(fā)達(dá)國家也有50hz的，比如歐洲大多數(shù)國家。小國也有采用60hz的，比如小日本。
日本電源標(biāo)準(zhǔn)的起源，在網(wǎng)上見到以下敘述：
“日本有兩個周波數(shù)，關(guān)東是50赫茲，關(guān)西是60赫茲！怎么會有這種邪門事？很簡單，日本人向老外學(xué)發(fā)電時，關(guān)東人跟歐洲人學(xué)，買50赫茲的發(fā)電機(jī)，而關(guān)西人則跟美國人學(xué)，買60赫茲的發(fā)電機(jī)！”
“關(guān)東指的是首都圈，也就是東京都23區(qū)和周圍的神奈川，琦玉等好幾個縣的一部分，而關(guān)西指京阪神（京都，大阪，神戶）及周圍地區(qū)?！?br>“廣州最早的電廠
年，英商旗昌洋行看中這塊風(fēng)水寶地，開辦粵垣電燈公司，設(shè)有鍋爐及發(fā)電機(jī)四臺，發(fā)電容量546千瓦（時）,后被官商合股收購，征用附近街店鋪擴(kuò)充廠房。1933年，電力增加至2.4萬千瓦。這是廣州最早的電廠?！?br>英國的電源標(biāo)準(zhǔn)是 50hz 單相230v,三相400v，和我國現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)接近，可能早期購入的設(shè)備就成為一個事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；
動亂割據(jù)的舊中國，除寶島臺灣由于受日本長期占領(lǐng)和美國影響，電源標(biāo)準(zhǔn)是60hz以外，尚能夠維持電源標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一（好像日偽滿時東北曾有110v的電源）.
解放前，我國多種電壓和頻率并存，主要與發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)國的制式有關(guān)，解放后，我國沿用蘇聯(lián)的制式，就成了現(xiàn)在的樣子。