الفرق بين مولدات 50 Hz و60 Hz

الفرق الأساسي بين مولدات 50 Hz و60 Hz هو سرعة الدوران: فالألترنيتر رباعي الأقطاب يدور بسرعة 1500 rpm لتردد 50 Hz، و1800 rpm لتردد 60 Hz. وعند زيادة السرعة تزداد قدرة المجموعة عادةً، لكن نسبة الزيادة تعتمد على المحرك والألترنيتر، ولا سيما على جهد الخرج عند 60 Hz. ولذلك ليس من الصحيح ضرب قدرة 50 Hz في معامل ثابت للحصول على قدرة 60 Hz؛ بل يجب الرجوع إلى أوراق البيانات لكل مجموعة.

العلاقة بين التردد والسرعة

في الألترنيتر المتزامن تكون العلاقة بين التردد وسرعة الدوران وعدد الأقطاب كما يلي:

n (rpm) = 120 × f ÷ عدد الأقطاب

عدد الأقطاب	50 Hz	60 Hz
4 أقطاب	1500 rpm	1800 rpm
قطبان	3000 rpm	3600 rpm

الغالبية العظمى من مولدات الديزل الصناعية رباعية الأقطاب. وشبكة تركيا وأوروبا تعمل على 50 Hz؛ أما في بلدان مثل الولايات المتحدة وكندا والمكسيك والمملكة العربية السعودية وكوريا الجنوبية فيُستخدم 60 Hz. كما يشيع استخدام 60 Hz في تطبيقات السفن والمنشآت البحرية.

جهة المحرك: ما مقدار تغيّر القدرة؟

يُنجز المحرك عند 1800 rpm دورات أكثر في الدقيقة؛ ما يعني إمكانية إنتاج قدرة أكبر. غير أن الشركات المصنّعة تحدد قيمة المحرك عند 60 Hz وفقًا لحدود الشاحن التوربيني ونظام الوقود والانبعاثات والتبريد والحدود الميكانيكية. وفيما يلي بعض الأمثلة المأخوذة من أوراق بيانات المحركات الرسمية (من 50 Hz إلى 60 Hz، تقريبًا):

المحرك	التغيّر في قدرة المحرك (تقريبًا)
Volvo Penta TAD1345GE	≈ 0–1%
FPT N67 TM3A	≈ +8–9%
Scania DC13 072A	≈ +10–11%
Cummins QSL9-G5	≈ +15%
Baudouin 6M11G4D0/S	≈ +18% (جهة المحرك)

يُظهر الجدول أن المحركات حتى من فئة القدرة نفسها قد تتصرف بشكل مختلف تمامًا. وقد تختلف القيم بحسب فئة القدرة (Standby/Prime) وإصدار ورقة البيانات؛ والمرجع دائمًا هو ورقة البيانات الحالية.

جهة الألترنيتر: الجهد هو العامل الحاسم

تتحدد القدرة التي يستطيع الألترنيتر تقديمها بالتيار الذي تتحمله الملفات وبجهد الخرج. فعندما يمكن تشغيل الألترنيتر على 60 Hz بجهد أعلى، فإنه يعطي kVA أكثر بالتيار نفسه. فعلى سبيل المثال، في ورقة بيانات ألترنيتر Stamford UCI274H:

التردد / الجهد	القدرة
50 Hz، 400 V	200 kVA
60 Hz، 416 V	237.5 kVA (≈ +19%)
60 Hz، 480 V	255 kVA (≈ +27.5%)

إذا شُغِّل الألترنيتر نفسه على 60 Hz بجهد أقل (مثل 380 V أو 208 V) تكون الزيادة أصغر أو قد لا توجد أصلًا. وهذا المثال، الذي تتراوح فيه زيادة الألترنيتر تقريبًا بين 19% و27.5% بحسب الجهد، يخص طرازًا واحدًا فقط.

كيف تُحدَّد قدرة المجموعة على 60 Hz؟

قدرة مجموعة المولد محدودة بالأقل قدرةً بين المحرك والألترنيتر:

1. تؤخذ قيمة kW من ورقة بيانات المحرك عند 60 Hz (1800 rpm).
2. تُحوَّل إلى kW كهربائية مع مراعاة كفاءة الألترنيتر، ثم إلى kVA بمعامل قدرة 0.8.
3. تُقارَن بقيمة kVA للألترنيتر عند الجهد المستهدف و60 Hz.
4. القيمة الأقل هي قدرة المجموعة على 60 Hz؛ وعند الحاجة يُختار ألترنيتر مختلف.

فعلى سبيل المثال، في طراز لا تزيد فيه قدرة المحرك تقريبًا، لن تتغير قدرة المجموعة كثيرًا حتى لو استطاع الألترنيتر إعطاء قدرة أكبر بنسبة 27.5% عند 480 V. وعلى العكس، في طراز تزداد فيه قدرة المحرك بشكل واضح، قد يصبح الألترنيتر عنق زجاجة عند الجهد المنخفض.

الجهود الشائعة على 60 Hz

ثلاثي الأطوار / طور-محايد	الاستخدام النموذجي
480/277 V	المنشآت الصناعية والتجارية الكبيرة في أمريكا الشمالية
440/254 V	بعض التطبيقات الصناعية والبحرية
380/220 V	بعض بلدان الشرق الأوسط وأمريكا اللاتينية
208/120 V	المباني التجارية في أمريكا الشمالية
220/127 V	بعض مناطق أمريكا اللاتينية

يُختار الجهد وفقًا لمعيار الشبكة في البلد، ونظام التوزيع في المنشأة، والأجهزة التي ستُوصَل.

استهلاك الوقود والضجيج

• الوقود: لأن خسائر الاحتكاك والمروحة تزداد عند 1800 rpm، يكون الاستهلاك عند الحمل نفسه أعلى عادةً مقارنةً بـ 50 Hz. والقيمة الدقيقة موجودة في ورقة بيانات المحرك.
• الضجيج: تؤدي السرعة الأعلى للمحرك والمروحة عادةً إلى رفع مستوى الضجيج ببضعة dB. وفي المشاريع التي لها حدود للضجيج يجب التحقق من قيمة 60 Hz بشكل منفصل.
• التبريد: لأن أداء المشعاع والمروحة يتغير مع السرعة، يجب التحقق من سعة التبريد أيضًا على أساس 60 Hz.

الأخطاء الشائعة

• تقدير قدرة 60 Hz بضرب قدرة 50 Hz في معامل ثابت (مثل ×1.2)
• طلب مجموعة 60 Hz دون تحديد الجهد
• إغفال أثر تشغيل المحركات والأجهزة المصممة لـ 50 Hz على 60 Hz (مثل دوران المحركات أسرع بنحو 20%)
• تغيير التردد دون تحديث إعدادات الحماية وAVR والمنظِّم

الخطوة التالية

يمكن لـ Terex Diesel تقديم نسخ 60 Hz عند الطلب؛ وتُحدَّد قيم القدرة والجهد والوقود والضجيج خصيصًا لكل مشروع وفقًا للمحرك والألترنيتر المختارين. لإبلاغنا بالتردد والجهد والقدرة التي تحتاجونها تواصلوا معنا. ولتقدير مبدئي للقدرة يمكنكم استخدام أداة حساب القدرة.