換向器電機難以在高頻交流電下工作，因為快速變換的電流被電機繞組的電感所阻擋。儘管裝有換向器的交流電機在家用小型電器中被廣泛使用，但它們的功率都小於1kW。感應電動機能在50Hz到60Hz很好地工作；但在1890年，由於缺乏低鐵損的材料，較高的頻率，如133Hz，是不適用於旋轉機械的。
由於電機轉速正比於交流電頻率，反比與磁極對數；因此，標準轉速與電網工頻之間相互制約。因此，一旦交流電動機普及，為了適配設備，頻率的標準化變得越來越重要。
如 果發電機的磁極對數一定，使用低轉速的往復式引擎驅動比使用高轉速的汽輪機驅動產生的頻率更低。如果原動機轉速較低，為提供高頻率而建造多磁極數發電機成 本更高。同時，在低速下發電機更容易同步，進而更容易併網。早起用於提高轉速的皮帶傳動在大功率（幾千千瓦）下變得昂貴、低效而不可靠。到1906年，高 轉速的蒸汽輪機驅動發電機方案為高工頻帶來優勢。穩定的轉速也滿足了旋轉變流器換向器的工作需要[2]。
交流電機的同步轉速N用每分鐘轉數（RPM）可以表示為：
其中f為交流電頻率，單位為赫茲（Hz），P為磁極個數。
| 磁極個數 | RPM at 1331⁄3 Hz | RPM at 60 Hz | RPM at 50 Hz | RPM at 40 Hz | RPM at 25 Hz | RPM at 162⁄3 Hz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 8,000 | 3,600 | 3,000 | 2,400 | 1,500 | 1,000 |
| 4 | 4,000 | 1,800 | 1,500 | 1,200 | 750 | 500 |
| 6 | 2,666.7 | 1,200 | 1,000 | 800 | 500 | 333.3 |
| 8 | 2,000 | 900 | 750 | 600 | 375 | 250 |
| 10 | 1,600 | 720 | 600 | 480 | 300 | 200 |
| 12 | 1,333.3 | 600 | 500 | 400 | 250 | 166.7 |
| 14 | 1142.9 | 514.3 | 428.6 | 342.8 | 214.3 | 142.9 |
| 16 | 1,000 | 450 | 375 | 300 | 187.5 | 125 |
| 18 | 888.9 | 400 | 3331⁄3 | 2662⁄3 | 1662⁄3 | 111.1 |
| 20 | 800 | 360 | 300 | 240 | 150 | 100 |
直流電並未完全被交流電取代，目前仍用於電氣化鐵路、電信和電化學等領域。在半導體整流設備出現前，常用汞弧整流器、旋轉變流器來進行整流。