從本質上說，50Hz和60Hz的區別不是很大，只不過是發電機的轉速略有差別。選擇50Hz或60Hz，在一個國家裡（日本除外）總得一致。我們應當關注的是，為什麼要採用50Hz或60Hz，而不是更高或更低。在電力系統裡，頻率是一個很重要的基本要素，並不是隨意確定的。
這一問題看起來簡單，實際上是比較複雜的問題，涉及的方面比較多。人們總結出來的定理為，周期性地改變方向的電流叫做交流電，電流發生1個周期性變化的時間叫做周期，每秒電流發生變化的次數做頻率，單位是赫茲（為了紀念赫茲的貢獻）。交流電的頻率為50/60Hz，電流方向每秒鐘發生50（60）個周期性的變化，每秒改變的次數為100（120）次。電動機是根據通電線圈在磁場中轉動的基本原理製成的。如果將電動機線圈兩端加兩個銅製滑環及分別與滑環接觸的兩個電刷就成為交流發電機（原理）。發電機是實現將機械能轉化為電能的裝置，需要原動機拖動。
頻率大小的確定與發電機、電動機及變壓器等的構造、材料等有關。50Hz的兩極發電機的同步轉速是3000轉/分，而如果頻率上升一倍達到100Hz，那麼同步轉速將會是6000轉/分。如此高的速度將會給發電機的製造帶來很多問題，特別是轉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，加劇了無功的數量。以三相電機為例，其電流大大下降，輸出功率及轉矩也大大下降，實在沒有益處。另外，如果採用較低的頻率，譬如30Hz，變壓效率低，那麼將不利於交流電的變壓和傳輸。
現代電力系統的頻率即電力系統中的同步發電機產生的正弦基波電壓的頻率。頻率是整個電力系統統一的運行參數，一個電力系統只能有一個頻率。我國和世界上大多數歐洲國家電力系統的額定頻率為50Hz。美洲地區多數是60Hz。日本有兩個周波數，關東是50Hz，關西是60Hz！日本向老外學發電時，關東人跟歐洲人學，買50Hz的發電機，而關西人則跟美國人學，買60Hz的發電機！大多數國家規定頻率偏差±0.1～0.3Hz之間。在我國，300萬kW以上的電力系統頻率偏差規定不得超過±0.2Hz；而300萬kW以下的小電力系統的頻率偏差規定不得超過±0.5Hz。由於大機組的運行對電力系統頻率偏差要求比較嚴格，因此有些國家對電力系統故障運行方式的頻率偏差也作了規定，一般規定在±0.5～±1Hz之間。超過允許的頻率偏差，大機組將跳閘，這不利於系統的安全穩定運行。
在電力系統內，發電機發出的功率與用電設備及送電設備消耗的功率不平衡，將引起電力系統頻率變化。當系統負荷超過或低於發電廠的出力時，系統頻率就要降低或升高，發電廠出力的變化同樣也將引起系統頻率變化。另外，我國電網的頻率變化範圍是±1Hz。因為頻率調節慣量較大，範圍小容易引起電網振蕩。在大網併網前，蘭州地區的電網頻率在50.5Hz以上，上海地區在49.5Hz左右。現在的大網併網有利於電網頻率及電壓穩定。顯然，載波頻率越高，正弦波型越好，電機繞組的諧波越少。但是輻射幹擾能量提高，幹擾周邊電氣設備。
還有，電網頻率的差異取決於人們的計算習慣，美洲的大規模發電較早，當時的計算工具主要是英制（12進位）計算尺，為便於計算用60Hz，稍晚一點的規模電網都用10進位數據，50Hz更方便些。（關於電壓等級，分為發電機和電動機兩個系列，我們常說的電壓是電動機電壓，是基本系列，220V為基礎，每乘1.414並圓整後為一個等級，變頻器電壓除外；發電機電壓為同等級的電動機電壓加5%並圓整。所以只有230V或400V的發電機而沒有220V或380V的發電機。）
機場的特殊情況是：機載發電機要求體積小重量輕，只有提高頻率才能滿足功率要求，所以相應的機載電氣設備用400Hz，與飛機相關的電源要400 Hz，一般軍用的會更高。航空器上的電源採用400Hz就是為了減小體積和重量。軍電、航電的400Hz主要取決於以下幾點：1、頻率高的發電機或電動機由於轉速高、轉矩小而體積、重量較小；2、飛機上發電機的動力取自航空發動機，轉速較高；3、直流用電設備較多，頻率高有利於減小整流紋波。
不用100Hz或120Hz是因為頻率太高，一方面傳輸困難，做變頻器的對線路感抗及容抗的理解應該是深刻的；另一方面，發電機和電動機的轉速太高或極數太多都不可取。400Hz的電不能遠距離傳輸，用戶在訂購400Hz發電機時要給定傳輸距離及方式，整流效率也差，但整流後紋波較小，紋波頻率較高，好處理。
如果50Hz投入需要60Hz的生產線，交流電機速度降低（電機速度與頻率成正比），電機發熱，長時間工作必燒無疑。控制系統一般通過整流和開關電源，應該沒事。還要看一下對頻率敏感的器件。如果要研究將50Hz電源直接供電給需要60Hz電源的生產線上使用，主要考慮電磁器件的電磁特性，如電動機、變壓器，其次是與電源頻率有關的採樣信號。對於前者，研究的方法可以找到這兩個器件的電磁表達式，分別將50Hz和60Hz帶進去，就可以發現一些問題。對於異步電機而言，將50Hz的電源供給60Hz的負載時，轉速降低是肯定的，電壓應按電機銘牌電壓降低1/6供應，此時電機可長期運行，且轉矩、電流不變，功率減小了1/6。若電壓不降低，會造成電機磁路飽和，空載電流和空載損耗增大很多。對於電感器，感抗減小1/6。對於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。
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（文章來源：NE電氣 niudunyan.com，版權歸原作者）
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