设计船舶是50HZ还是60HZ,是不是根据船东的国家而定的？

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:52

50赫兹投入需要60赫兹的生产线,　交流电机速度降低，（电机速度与频率成正比）电机发热，长时间工作必烧无疑. 控制系统一般通过整流和开关电源，应该没事。还要看一下对频率敏感的器件.（大前题，电压等级一致）

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:53

如果要研究将50Hz电源直接供电给需要60Hz电源的生产线上使用,主要考虑电磁器件的电磁特性，如电动机、变压器，其次是与电源频率有关的采样信号。对于前者，研究的方法可以找到这两个器件的电磁表达式，分别将50Hz和60Hz带进去，就可以发现一些问题。徐武安《电感器件设计与计算〉，四川科技出版社，1985.08，其中的103页-106页主要讲高频变压器的设计计算，其中有些理论可以引申到电动机上去。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:54

对于异步电机而言，将50Hz的电源供给60Hz的负载时，转速降低是肯定的，电压应按电机铭牌电压降低1/6供应，此时电机可长期运行，且转矩、电流不变，功率减小了1/6。若电压不降低，会造成电机磁路饱和，空载电流和空载损耗增大很多。
对于电感器，感抗减小1/6。对于60Hz专用的接触器，改为50Hz，容易误脱扣。
但目前很多产品都是50/60Hz通用的。在订货时特别指出，验货时特别注意就可以！

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:54

发达国家也有50HZ的，比如欧洲大多数国家。小国也有采用60HZ的，比如小日本。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:56

关于小日本的特别，几年前本人考据也散布了些东西-----
日本有两个周波数，关东是50赫兹，关西是60赫兹！怎么会有这种邪门事？很简单，日本人向老外学发电时，关东人跟欧洲人学，买50赫兹的发电机，而关西人则跟美国人学，买60赫兹的发电机！
关东指的是首都圈，也就是东京都23区和周围的神奈川，琦玉等好几个县的一部分，而关西指京阪神（京都，大阪，神户）及周围地区。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:57

英国的电源标准是 50HZ 单相230V,三相400V，和我国现行的标准接近，可能早期购入的设备就成为一个事实标准；　　
动乱割据的旧中国，除宝岛台湾由于受日本长期占领和美国影响，电源标准是60HZ以外，尚能够维持电源标准的统一（好像日伪满时东北曾有110V的电源）.
解放前，我国多种电压和频率并存，主要与发电设备的生产国的制式有关，解放后，我国沿用苏联的制式，就成了现在的样子。

taotaohua · 发表于 2010-11-6 21:57

关键看船东船用设备现在基本上都能满足的把

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:57

商用交流电最早的频率是60Hz，电压是110V，其发明者Nikola Tesla是美国人(移民)，并且是受美国西屋电气公司老板的资助实现，商用交流电网也是在美国首次投入运营。美国是采用英制单位的，为计算方便采用了60Hz/110V的规格。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:58

商用交流电大获成功之后，欧洲迅速引进了交流发电、馈电技术。欧洲除英国外均使用公制单位，为计算方便将频率改为了50Hz。后因110V电压较低，电网传输损耗较大，为改善这种状况，在交流电网没有大规模建设因而没有“负担”的欧陆国家，采用了220V的电压规格，这是由110V倍压而来，技术改造相对最简单，于是在欧陆国家就形成了220V/50Hz的交流电网标准。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 21:58

中国最早的交流电网并没有统一的标准，只是局部的小型电网，设备由各发达工业国提供，规格五花八门。中国基本统一后，选定了公制为中国的度量衡标准，故电网的建设开始全面转向公制基础。1949年以后，中国的工业化全面转向苏联模式，电网建设也遵照苏联标准，而苏联采用的也是欧洲标准，于是220V/50Hz最终定为中国的电网标准。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 22:00

以下是有人进一步的分析的总结的结果，大意与上面介绍基本一样，更加学术化而已--------

按50/60HZ设计的开关电器如果用于其他额定频率时，下列特性必须进一步考核。
（1）载流部件的负载能力
和直流电流不同，交流电流不能沿直导线的整个截面均匀分布，越靠近导体表面，电流密度越大，这种情况随频率的增加而愈加严重。这种集肤效应使得导体截面只有一部分承载电流，导体的阻抗也随频率的升高而增大。在1KHZ频率下，导体的截面的利用率仅为20%，而在10KHZ时又降为8%。同时，高频交流电还会造成磁滞损耗和涡流损耗，且这种损耗随频率的升高而迅速增加。
工作电流的频率对导体本身和邻近的铁磁零件的影响会对载流部件的负载能力产生下列作用：
按50/60HZ交流电压设计的开关电器在较低的频率下至少可按相同的额定电流使用；但在较高的频率（100HZ以上）时，工作电流便常须降低，以便保证不会超过允许温升。例如在400HZ时，开关电器的允许负载能力会随钢制零部件所占比例的不同而下降到50%~80%。
(2) 通断能力
和直流电路比较，交流电路在灭弧方面有一个优点，即电弧在电流每次过零时熄灭。为了成功地分断燃弧电流，交流灭弧过程通过反电离使电弧间隙延长到恢复电压不能再使电弧重燃来实现。
在高频条件下，电流过零点一个接一个出现很快，电弧在每个半周保持的时间较短，因而使灭弧室内反电离的条件比50HZ时更为不利。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 22:01

1）控制电动机的通断能力
高频条件下电动机的起动电流通常比50HZ时要高得多，200HZ时的起动电流可达额定电流的15倍，400HZ时则会高达额定电流的20倍。这些电动机的功率因数还可能降低到0.25程度。
接触器用于高频条件时，其热特性会有所改变，因而必须降低其额定工作电流见表。
频率f       允许工作电流
100HZ       0．933Ie
200HZ       0．871 Ie
300HZ       0．836 Ie
400HZ       0．812 Ie
2)50/3HZ和低于50/3HZ时接触器的通断能力
接触器在50/3HZ频率条件下，需二极串联（380V）或三极串联（500V）才能通断其在50HZ时的三极额定工作电流。
3）断路器的通断能力
中频发电机一般只能发出较低的短路电流。因此在较高频率条件下断路器的通断能力与50HZ时相比，虽有所降低，但通常不会造成什么问题。
在单相电源时，如果三极断路器二极串联使用，样本中给出的220~380V条件下交流额定通断能力可以保持不变。在380V~500V的交流条件下，为达到额定通断能力，断路器必须三极串联使用，在这种情况下只有一个极起开关作用。
（3）电寿命
对适合于频繁操作的开关电器例如接触器，电寿命高是其特点之一。当频率偏离50/60HZ时电弧腐蚀的速率将变化，电寿命也会变化，实际寿命须按具体情况确定。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 22:01

（4）脱扣器和热继电器的动作性能
1)热脱扣器和热继电
热脱扣器和热继电器通常有双金属片。双金属片可由负载电流直接加热或由电流互感器的输出电流加热。
在500HZ以下，直热式双金属片主要由电流加热，其他各种附加的感应温升都小得可以忽略，因此其动作特性只比50HZ时稍快一点。但在500HZ以上，感应温升变得不可忽略，对动作特性也有相当大的影响。
当双金属片热继电器与具有较高过流系数的电流互感器相连时，在50~400HZ的频率下的动作特性会比50HZ时要快。
用于重载起动条件的带有速饱和电流互感器的双金属热继电器具有延时动作特性。在400HZ以下的频率范围内，其动作特性就会变得很快。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 22:01

2）电磁脱扣器
使电磁脱扣器动作的决定因素是所加电流的幅值和持续时间，50HZ时，电磁脱扣器的衔铁可在电流半波峰值时动作。半周时间内所产生的吸力就可以将衔铁完全拉到其终端位置。在高频条件下，半周的时间过短，不能完成这个过程，所以衔铁只能按电流有效值动作，从而使动作电流值提高。
例如：某电动机保护断路器的额定电流10A，其电磁脱扣器的动作电流整定值为120A，当频率提高到100HZ时，动作电流可增加约30%而达到155A。
动作电流的增大，可造成电磁脱扣器失去对直热式热脱器的正常保护作用。
3）欠电压脱扣器和分励脱扣器
欠电压脱扣器和分励脱扣器的动作方式和螺线管相似，都具有频率特性。根据我国标准，脱扣器在下列电压范围内必须保证动作：
欠电压脱扣器    0..7~0.35Ue    分励脱扣器 0.7~1.1 Ue
当频率变化时,为保持这个工作电压范围不变,其线圈必须按额定工作电压和额定频率绕制.
(5) 螺线管机构和电动机的性能
1)       螺线管机构
交流电磁铁的拉力与其磁通密度的平方成正比,同时又和线圈电压的频率成正比.为保持拉力不变,工作电压必需随频率的变化而相应增减.
例如:某接触器线圈铭牌上给出的数据为220V,50HZ,欲用于60HZ的频率条件,其工作电压应变为U=60/50X220V=264V
线圈的功率也按60:50的比例增加.
上面这种换算关系在40~60HZ的频率范围内应用.对于再高或再低的频率,按50HZ设计的螺线管机构就不能再用了.
2)       电动机机构
三相电动机在频率偏差±5%的情况下仍能保持额定输出.
通用式电动机选择表中给出的1000W以下的输出功率适用于在样本给出的电压和频率,即110,120和220V交流50HZ条件下连续工作.不过在电压频率偏离额定值±5%,频率处于40~60HZ范围时,电动机仍可保持额定输出功率.和螺线管机构时一样,电动机机构的工作电压也须随频率偏离50HZ的程度相应调节.
(6)结论
从上面的叙述中可以看出,只要考虑频率的变化对通断特性的影响,交流开关电器在约500HZ以下的其他频率条件下一般仍可使用.但对于操作机构,包括接触器的电磁线圈和辅助脱扣器(欠电压脱扣器和分励脱扣器),则推荐采用不受电网频率变化影响的辅助电源,以便保持标准规定的工作电压范围.电磁脱扣器必须按具体条件进行校验.

gq_ee · 发表于 2010-11-6 22:04

刷帖帝

kulataxi · 发表于 2010-11-6 22:12

哈哈，我发现犯了一个错误----这个话题以前讨论过，这次又发了些与以前内容有重复的。

kulataxi · 发表于 2010-11-6 22:50

从道理上说，楼主的问题几乎是肯定的，那就是主要有东东的国家电网整体状况所决定的，所以要遵循东东的要求。东东不懂没有要求就要协商，看东东国家的标准是多少，这样一旦有问题处理买配件也容易，免得人家买不到。

miner911 · 发表于 2010-11-7 12:56

太专业了，kulataxi

174006264 · 发表于 2010-11-7 13:00

学习了啊

toms · 发表于 2010-11-7 13:52

远洋船都是60HZ的

[电气] 设计船舶是50HZ还是60HZ,是不是根据船东的国家而定的？