Grupos electrógenos de 50 Hz y 60 Hz

La diferencia básica entre los generadores de 50 Hz y 60 Hz son las rpm: un alternador de 4 polos gira a 1500 rpm para 50 Hz y a 1800 rpm para 60 Hz. Al aumentar las rpm, la potencia del equipo suele aumentar, pero la proporción del aumento depende del motor y del alternador y, en especial, de la tensión de salida a 60 Hz. Por eso no es correcto multiplicar la potencia a 50 Hz por un coeficiente fijo para obtener la potencia a 60 Hz; en cada equipo deben consultarse las hojas de datos.

Relación entre frecuencia y rpm

En un alternador síncrono, la relación entre la frecuencia, las rpm y el número de polos es la siguiente:

n (rpm) = 120 × f ÷ número de polos

Número de polos	50 Hz	60 Hz
4 polos	1500 rpm	1800 rpm
2 polos	3000 rpm	3600 rpm

La gran mayoría de los generadores diésel industriales son de 4 polos. La red de Turquía y de Europa es de 50 Hz; en países como Estados Unidos, Canadá, México, Arabia Saudita y Corea del Sur se utilizan 60 Hz. En aplicaciones navales y offshore también son frecuentes los 60 Hz.

Lado del motor: ¿cuánto cambia la potencia?

A 1800 rpm el motor realiza más ciclos por minuto, lo que supone un potencial para producir más potencia. Sin embargo, los fabricantes determinan el valor del motor a 60 Hz en función del turbo, el sistema de combustible, las emisiones, la refrigeración y los límites mecánicos. Algunos ejemplos tomados de hojas de datos oficiales de motores (de 50 Hz a 60 Hz, aproximado):

Motor	Cambio en la potencia del motor (aproximado)
Volvo Penta TAD1345GE	≈ 0–1 %
FPT N67 TM3A	≈ +8–9 %
Scania DC13 072A	≈ +10–11 %
Cummins QSL9-G5	≈ +15 %
Baudouin 6M11G4D0/S	≈ +18 % (lado del motor)

La tabla muestra que incluso motores de la misma clase de potencia pueden comportarse de forma muy diferente. Los valores pueden variar según la clase de potencia (standby/prime) y la versión de la hoja de datos; siempre prevalece la hoja de datos vigente.

Lado del alternador: la tensión es determinante

La potencia que puede entregar el alternador está determinada por la corriente que admite el devanado y por la tensión de salida. Cuando a 60 Hz el alternador puede funcionar a una tensión más alta, entrega más kVA con la misma corriente. Por ejemplo, en la hoja de datos de un alternador Stamford UCI274H:

Frecuencia / tensión	Potencia
50 Hz, 400 V	200 kVA
60 Hz, 416 V	237,5 kVA (≈ +19 %)
60 Hz, 480 V	255 kVA (≈ +27,5 %)

Si el mismo alternador funciona a 60 Hz con una tensión más baja (p. ej., 380 V o 208 V), el aumento es menor o puede no existir. Este ejemplo, en el que el aumento del alternador varía aproximadamente entre el 19 % y el 27,5 % según la tensión, corresponde a un solo modelo.

¿Cómo se determina la potencia del equipo a 60 Hz?

La potencia del grupo electrógeno está limitada por el menor de los dos valores, el del motor o el del alternador:

1. Se toma el valor en kW de la hoja de datos del motor a 60 Hz (1800 rpm).
2. Teniendo en cuenta el rendimiento del alternador, se convierte a kW eléctricos y, con un factor de potencia de 0,8, a kVA.
3. Se compara con el valor en kVA del alternador a la tensión objetivo y a 60 Hz.
4. El valor menor es la potencia del equipo a 60 Hz; si es necesario, se selecciona otro alternador.

Por ejemplo, en un modelo cuyo lado del motor casi no aumenta, aunque el alternador pueda entregar un 27,5 % más de potencia a 480 V, la potencia del equipo apenas cambia. A la inversa, en un modelo cuyo motor aumenta de forma notable, el alternador puede convertirse en el cuello de botella a baja tensión.

Tensiones habituales a 60 Hz

Trifásica / fase-neutro	Uso típico
480/277 V	Industria y grandes instalaciones comerciales en Norteamérica
440/254 V	Algunas aplicaciones industriales y navales
380/220 V	Algunos países de Oriente Medio y de América Latina
208/120 V	Edificios comerciales en Norteamérica
220/127 V	Algunas regiones de América Latina

La tensión se elige según la norma de red del país, el sistema de distribución de la instalación y los equipos que se conectarán.

Consumo de combustible y ruido

• Combustible: A 1800 rpm aumentan las pérdidas por fricción y del ventilador, por lo que con la misma carga el consumo suele ser mayor que a 50 Hz. El valor exacto figura en la hoja de datos del motor.
• Ruido: Las rpm más altas del motor y del ventilador suelen aumentar el nivel de ruido en algunos dB. En proyectos con límites de ruido debe verificarse por separado el valor a 60 Hz.
• Refrigeración: Como el rendimiento del radiador y del ventilador cambia con las rpm, la capacidad de refrigeración también se verifica para 60 Hz.

Errores frecuentes

• Estimar la potencia a 60 Hz multiplicando la potencia a 50 Hz por un coeficiente fijo (p. ej., ×1,2)
• Solicitar un equipo de 60 Hz sin especificar la tensión
• No tener en cuenta el efecto de hacer funcionar a 60 Hz motores y equipos diseñados para 50 Hz (como que los motores giren aproximadamente un 20 % más rápido)
• Cambiar la frecuencia sin actualizar los ajustes de protección, del AVR y del regulador

Siguiente paso

Terex Diesel puede ofrecer versiones de 60 Hz bajo pedido; los valores de potencia, tensión, consumo y ruido se determinan específicamente para cada proyecto según el motor y el alternador seleccionados. Para indicarnos la frecuencia, la tensión y la potencia que necesita, contáctenos. Para una estimación preliminar de potencia, puede utilizar la herramienta de cálculo de potencia.