Groupes électrogènes 50 Hz et 60 Hz

La différence fondamentale entre les groupes électrogènes 50 Hz et 60 Hz est le régime : un alternateur 4 pôles tourne à 1 500 tr/min en 50 Hz et à 1 800 tr/min en 60 Hz. Lorsque le régime augmente, la puissance du groupe augmente généralement, mais le taux d’augmentation dépend du moteur et de l’alternateur, et en particulier de la tension de sortie en 60 Hz. Il n’est donc pas correct de multiplier la puissance 50 Hz par un coefficient fixe pour obtenir la puissance 60 Hz ; il faut consulter les fiches techniques pour chaque groupe.

Relation entre fréquence et régime

Dans un alternateur synchrone, la relation entre la fréquence, le régime et le nombre de pôles est la suivante :

n (tr/min) = 120 × f ÷ nombre de pôles

Nombre de pôles	50 Hz	60 Hz
4 pôles	1 500 tr/min	1 800 tr/min
2 pôles	3 000 tr/min	3 600 tr/min

La grande majorité des groupes électrogènes diesel industriels sont à 4 pôles. Le réseau de la Turquie et de l’Europe est en 50 Hz ; des pays comme les États-Unis, le Canada, le Mexique, l’Arabie saoudite et la Corée du Sud utilisent le 60 Hz. Le 60 Hz est également fréquent dans les applications marines et offshore.

Côté moteur : de combien la puissance varie-t-elle ?

À 1 800 tr/min, le moteur effectue plus de cycles par minute, ce qui représente un potentiel de puissance plus élevé. Les constructeurs fixent cependant la puissance 60 Hz du moteur en fonction des limites du turbocompresseur, du système d’injection, des émissions, du refroidissement et de la mécanique. Quelques exemples tirés de fiches techniques officielles de moteurs (de 50 Hz à 60 Hz, approximatif) :

Moteur	Variation de la puissance moteur (approximative)
Volvo Penta TAD1345GE	≈ 0–1 %
FPT N67 TM3A	≈ +8–9 %
Scania DC13 072A	≈ +10–11 %
Cummins QSL9-G5	≈ +15 %
Baudouin 6M11G4D0/S	≈ +18 % (côté moteur)

Le tableau montre que même des moteurs de la même classe de puissance peuvent se comporter très différemment. Les valeurs peuvent varier selon la classe de puissance (standby/prime) et la version de la fiche technique ; la fiche technique à jour fait toujours foi.

Côté alternateur : la tension est déterminante

La puissance que peut fournir un alternateur est déterminée par le courant admissible dans l’enroulement et par la tension de sortie. Lorsque l’alternateur peut fonctionner à une tension plus élevée en 60 Hz, il fournit davantage de kVA pour le même courant. Par exemple, dans la fiche technique d’un alternateur Stamford UCI274H :

Fréquence / tension	Puissance
50 Hz, 400 V	200 kVA
60 Hz, 416 V	237,5 kVA (≈ +19 %)
60 Hz, 480 V	255 kVA (≈ +27,5 %)

Si le même alternateur fonctionne en 60 Hz à une tension plus basse (par ex. 380 V ou 208 V), l’augmentation est plus faible, voire nulle. Cet exemple, où l’augmentation côté alternateur varie grosso modo entre 19 % et 27,5 % selon la tension, ne concerne qu’un seul modèle.

Comment déterminer la puissance 60 Hz d’un groupe ?

La puissance d’un groupe électrogène est limitée par celui des deux, moteur ou alternateur, qui fournit la puissance la plus faible :

1. On relève la valeur en kW dans la fiche technique 60 Hz (1 800 tr/min) du moteur.
2. On la convertit en kW électriques en tenant compte du rendement de l’alternateur, puis en kVA avec un facteur de puissance de 0,8.
3. On la compare à la valeur en kVA de l’alternateur à la tension visée et en 60 Hz.
4. La valeur la plus faible devient la puissance 60 Hz du groupe ; si nécessaire, on choisit un autre alternateur.

Par exemple, sur un modèle dont la puissance côté moteur n’augmente presque pas, la puissance du groupe change peu, même si l’alternateur peut fournir 27,5 % de plus à 480 V. À l’inverse, sur un modèle dont le moteur gagne nettement en puissance, l’alternateur peut devenir le facteur limitant à basse tension.

Tensions courantes en 60 Hz

Triphasé / phase-neutre	Usage typique
480/277 V	Industrie et grands sites commerciaux en Amérique du Nord
440/254 V	Certaines applications industrielles et marines
380/220 V	Certains pays du Moyen-Orient et d’Amérique latine
208/120 V	Bâtiments commerciaux en Amérique du Nord
220/127 V	Certaines régions d’Amérique latine

La tension est choisie en fonction de la norme du réseau du pays, du système de distribution du site et des appareils à raccorder.

Consommation de carburant et bruit

• Carburant : à 1 800 tr/min, les pertes par frottement et par le ventilateur augmentent ; la consommation à charge égale est donc généralement plus élevée qu’en 50 Hz. La valeur exacte figure dans la fiche technique du moteur.
• Bruit : un régime plus élevé du moteur et du ventilateur augmente généralement le niveau sonore de quelques dB. Pour les projets soumis à une limite de bruit, la valeur 60 Hz doit être vérifiée séparément.
• Refroidissement : les performances du radiateur et du ventilateur variant avec le régime, la capacité de refroidissement est également vérifiée pour le 60 Hz.

Erreurs fréquentes

• Estimer la puissance 60 Hz en multipliant la puissance 50 Hz par un coefficient fixe (par ex. ×1,2)
• Demander un groupe 60 Hz sans préciser la tension
• Négliger l’effet du fonctionnement en 60 Hz de moteurs et d’appareils conçus pour le 50 Hz (par exemple des moteurs qui tournent environ 20 % plus vite)
• Changer de fréquence sans mettre à jour les réglages des protections, de l’AVR et du régulateur

Étape suivante

Terex Diesel peut proposer des versions 60 Hz sur demande ; la puissance, la tension, la consommation et le niveau sonore sont déterminés pour chaque projet selon le moteur et l’alternateur retenus. Pour nous indiquer la fréquence, la tension et la puissance dont vous avez besoin, contactez-nous. Pour une estimation préliminaire de la puissance, vous pouvez utiliser le calculateur de puissance.