Le fonti di alimentazione a 50 Hz e 60 Hz sono utilizzate più spesso nei sistemi di alimentazione internazionali. Alcuni paesi (regioni) utilizzano comunemente una rete elettrica a 50 Hz mentre altri paesi utilizzano una rete elettrica a 60 Hz.

1. La corrente alternata (AC) cambia periodicamente la direzione della corrente.
2. Il ciclo è il tempo di un cambiamento ciclico della corrente.
3. La frequenza è il tempo delle variazioni di corrente al secondo, unità Hertz (Hz).
4. La direzione della corrente alternata cambia 50 o 60 cicli al secondo, secondo 100 o 120 variazioni al secondo, quindi la frequenza è 50 Hertz o 60 Hertz .

COS’È HERTZ?

Hertz, in breve Hz, è l’unità di base della frequenza, per commemorare la scoperta delle onde elettromagnetiche da parte del fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz. Nel 1888, il fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz (dal 22 febbraio 1857 al 1 gennaio 1894), la prima persona confermò l’esistenza delle onde radio e diede un grande contributo all’elettromagnetismo, quindi l’unità SI della frequenza Hertz prende il nome lui.

A COSA SERVE Hz?

Hz (Hertz) è l’unità di frequenza del tempo di ciclo di vibrazione delle vibrazioni elettriche, magnetiche, acustiche e meccaniche, ovvero il numero di volte al secondo (ciclo/sec).

COS’È 50 HERTZ?

50 Hertz (Hz) significa che il rotore del generatore fa 50 cicli al secondo, la corrente cambia 50 volte al secondo avanti e indietro, la direzione cambia 100 volte. Ciò significa che la tensione cambia da positiva a negativa e da negativa a positiva, questo processo converte 50 volte al secondo. L’elettricità 380V AC e 220V AC, sono entrambe frequenze a 50 Hz.

La velocità del generatore sincrono a 50 Hertz a 2 poli è di 3000 giri/min. La frequenza dell’alimentazione CA è determinata dal numero di poli del generatore p e dalla velocità n, Hz = p*n/120. La frequenza standard della rete è 50 Hz, che è un valore costante. Per un motore a 2 poli, la velocità n = 50 * 120 / 2 = 3000 giri/min; per un motore a 4 poli, la velocità n = 50 * 120 / 4 = 1500 giri/min.

PERCHÉ USARE 50 HERTZ?
Quando la frequenza aumenta, i consumi di rame e acciaio del generatore e del trasformatore diminuiscono, insieme alla riduzione di peso e costo, ma fanno le induttanze delle apparecchiature elettriche e della linea di trasmissione aumentano, riducono le capacità e aumentano le perdite, riducendo così l’efficienza di trasmissione. Se la frequenza è troppo bassa, i materiali delle apparecchiature elettriche aumenteranno, insieme a costi elevati e pesanti, e faranno lampeggiare ovviamente le luci. Le pratiche hanno dimostrato che l’utilizzo di frequenze a 50 Hz e 60 Hz è appropriato.

UN MOTORE DA 50 HERTZ PUÒ FUNZIONARE A 60 HERTZ?

Poiché la formula per governare la velocità sincrona di un motore trifase è n = (120 * Hz)/p se si tratta di un motore a 4 poli allora a 50 Hz la velocità sarebbe 1.500 RPM mentre a 60 Hz il la velocità sarebbe di 1.800 giri / min. Poiché i motori sono macchine a coppia costante, applicando la formula che HP = (coppia*n)/5252 puoi vedere che con un aumento del 20% della velocità il motore sarebbe anche in grado di produrre il 20% in più di potenza. Il motore sarebbe in grado di produrre coppia nominale ad entrambe le frequenze 50/60 Hz si applica solo se il rapporto V/Hz è costante, ciò significa che a 50 Hz la tensione di alimentazione dovrebbe essere 380 V e a 60 Hz la tensione di alimentazione dovrebbe essere essere 460 V. In entrambi i casi il rapporto V/Hz è 7,6 V/Hz.

COS’È 60 HERTZ?

A 60 Hz, il rotore del generatore fa 60 cicli al secondo, la corrente cambia 60 volte al secondo avanti e indietro, la direzione cambia 100 volte. Ciò significa che la tensione cambia da positiva a negativa e da negativa a positiva, questo processo converte 60 volte al secondo. L’elettricità 480 V AC e 110 V AC, sono entrambe frequenze a 60 Hz.

La velocità del generatore sincrono a 60 Hz a 2 poli è di 3.600 giri/min. La frequenza di alimentazione CA è determinata dal numero di poli del generatore p e dalla velocità n, freq. = p*n/120. La frequenza standard della rete è 60 Hz, che è un valore costante. Per un motore a 2 poli, la velocità n = 60 * 120 / 2 = 3.600 giri/min; per un motore a 4 poli, la velocità n = 60 * 120 / 4 = 1.800 giri/min.

COME CAMBIARE DA 60 Hz A 50 Hz

Un convertitore di frequenza può convertire l’alimentazione CA a frequenza fissa (50 Hz o 60 Hz) in frequenza variabile, alimentazione a tensione variabile tramite conversione CA → CC → CA, uscita sinusoidale pura e frequenza e tensione regolabili. È diverso con l’azionamento a frequenza variabile, che è speciale solo per il controllo della velocità del motore, e diverso anche con il normale stabilizzatore di tensione. L’alimentazione CA ideale è una frequenza stabile, una tensione stabile, la resistenza è approssimativamente zero e la forma d’onda della tensione è un’onda sinusoidale pura (senza distorsione). L’uscita del convertitore di frequenza è molto vicina all’alimentazione ideale, quindi sempre più paesi utilizzano l’alimentazione del convertitore di frequenza come fonte di alimentazione standard per fornire il miglior ambiente di alimentazione elettrica per gli apparecchi per stimare le loro prestazioni tecniche.

50 Hz contro 60 Hz A VELOCITÀ OPERATIVA

La differenza principale tra 50 Hz (Hertz) e 60 Hz (Hertz) è semplicemente che 60 Hz hanno una frequenza maggiore del 20%. Per un generatore o una motopompa a induzione (in parole povere) significa 1.500/3.000 RPM o 1.800/3.600 RPM (per 60 Hz). Minore è la frequenza, minori saranno le perdite di ferro e le perdite di correnti parassite. Abbassare la frequenza, la velocità del motore a induzione e del generatore sarà inferiore. Ad esempio con 50 Hz, il generatore funzionerà a 3.000 RPM contro 3.600 RPM con 60 Hz. Le forze centrifughe meccaniche saranno superiori del 20% in caso di 60 Hz (l’anello di ritegno dell’avvolgimento del rotore deve sopportare la forza centrifuga durante la progettazione).

Ma con una frequenza più elevata, la potenza del generatore e dei motori a induzione sarà maggiore a parità di motore/generatore a causa della velocità superiore del 20%.

50 Hz CONTRO 60 Hz IN EFFICIENZA

Il design di tali macchine magnetiche è tale che sono davvero l’una o l’altra. Può funzionare in alcuni casi, ma non sempre. Cambiare tra le diverse frequenze di alimentazione avrà sicuramente un effetto sull’efficienza e potrebbe significare che è necessario un declassamento. C’è poca differenza reale tra i sistemi a 50 Hz e 60 Hz, purché l’apparecchiatura sia progettata in modo appropriato per la frequenza.

È più importante avere uno standard e attenersi ad esso. La differenza più significativa è che i sistemi a 60 Hz utilizzano solitamente 110 V (120 V) o giù di lì per l’alimentazione domestica, mentre i sistemi a 50 Hz tendono a utilizzare 220 V, 230 V ecc. per paesi diversi. Ciò ha l’impatto che il cablaggio domestico deve avere una sezione trasversale doppia per il sistema a 110 V per la stessa potenza. Tuttavia, il sistema ottimale è accettato intorno a 230 V (dimensione del cavo e potenza richiesta rispetto alla sicurezza).

FUNZIONAMENTO A 50 Hz DI MOTORI A 60 Hz

Per ottenere prestazioni ottimali, i motori utilizzati per applicazioni a 50 Hz devono essere progettati e fabbricati specificatamente per 50 Hz. Spesso, la consegna di prodotti a 50 Hz è tale che è auspicabile una linea d’azione alternativa, utilizzando prodotti a 60 Hz.

Le linee guida generali per il funzionamento di motori a 60 Hz su sistemi a 50 Hz si riferiscono al fatto che i volt per ciclo devono rimanere costanti ad ogni variazione di frequenza. Inoltre, poiché il motore funzionerà a soli cinque sesti della velocità di 60 Hz, la capacità di potenza in uscita di 50 Hz è limitata a un massimo di cinque sesti dell’HP di targa

COSE DA CONSIDERARE QUANDO SI UTILIZZA APPARECCHI A 50 Hz A 60 Hz?

I macchinari importati negli Stati Uniti sono spesso classificati a una frequenza operativa di 50 Hz, a meno che non siano progettati per funzionare a 60 Hz. Questo può essere problematico per i motori elettrici. Ciò è particolarmente vero quando si azionano i carichi della pompa e della ventola.

Spesso, i distributori e gli acquirenti di questo macchinario presumono che il produttore di apparecchiature originali ne abbia tenuto conto. Questo viene riconosciuto quando i motori vengono ricevuti per la riparazione arrostiti dal sovraccarico.

Un azionamento a frequenza variabile (VFD) può essere utilizzato per affrontare adeguatamente i problemi associati al funzionamento di apparecchiature a 50 Hz a 60 Hz.

La velocità del motore è direttamente proporzionale alla frequenza operativa. La modifica della frequenza di funzionamento su una pompa o ventola aumenta la velocità di funzionamento e di conseguenza aumenta il carico sul motore. Un carico della pompa o della ventola è un carico di coppia variabile. Un carico di coppia variabile varia in base al cubo della velocità.

Un motore a 50 Hz che funziona a 60 Hz tenterà di ruotare con un aumento della velocità del 20%. Il carico diventerà 1,23 (1,2 x 1,2 x 1,2) o 1,73 volte maggiore (173%) rispetto alla frequenza originale. Non è possibile riprogettare un motore per aumentare così tanto la potenza.

Una soluzione potrebbe essere quella di modificare l’attrezzatura condotta per ridurre il carico. Ciò può includere il taglio del diametro della ventola o della girante per fornire le stesse prestazioni a 60 Hz dell’unità a 50 Hz. Ciò richiederà la consultazione con l’OEM. Ci sono altre considerazioni associate all’aumento della velocità oltre all’aumento del carico. Questi includono limitazione meccanica, limiti di vibrazione, dissipazione del calore e perdite.

La soluzione migliore è far funzionare il motore alla velocità per la quale è stato progettato. Se è 50 Hz., è possibile installare un convertitore di frequenza. Questi azionamenti convertono l’alimentazione di linea da 60 Hz a 50 Hz ai terminali del motore.

Ci sono numerosi altri vantaggi che verranno realizzati con questa soluzione. Questi vantaggi includono:

1. efficienza migliorata
2. regolazione della potenza (spesso migliore di quella fornita dall’utilità)
3. protezione da sovracorrente del motore
4. miglior controllo della velocità
5. uscita programmabile per eseguire altre attività
6. prestazioni migliorate.

50Hz vs 60Hz nella velocità operativa

50Hz contro 60Hz sull’efficienza

Il design di tali macchine magnetiche è tale che sono davvero l’una o l’altra. Potrebbe funzionare in alcuni casi, ma non sempre, e cambiare tra le diverse frequenze di alimentazione avrà sicuramente un effetto sull’efficienza e potrebbe significare che è necessario un declassamento. C’è poca differenza reale tra i sistemi a 50 Hertz e 60 Hertz, purché l’apparecchiatura sia progettata in modo appropriato per la frequenza. È più importante avere uno standard e attenersi ad esso.

La differenza più significativa è che i sistemi a 60 Hz utilizzano solitamente 110 V (120 V) o giù di lì per l’alimentazione domestica, mentre i sistemi a 50 Hz tendono a utilizzare 220 V, 230 V ecc. per paesi diversi. Ciò ha l’impatto che il cablaggio domestico deve avere una sezione trasversale doppia per il sistema a 110 V per la stessa potenza. Tuttavia, il sistema ottimale è accettato intorno a 230 V (dimensione del cavo e potenza richiesta rispetto alla sicurezza). Nella maggior parte degli Stati Uniti il ​​sistema di alimentazione a 110 V è in tandem con il sistema a 240 V negli Stati Uniti che prevede elettrodomestici di potenza superiore come stufe e asciugatrici, mentre 110 V fornisce prese a muro e luci. Al giorno d’oggi non è un problema di elettrodomestici.

60 Hz sono migliori di 50 Hz?
Non c’è una grande differenza tra 50 Hz e 60 Hz, in pratica niente è cattivo o buono. Per apparecchiature elettriche indipendenti come navi, aerei o aree isolate come installazioni di gas/petrolio, qualsiasi frequenza (come 400 Hz) può essere progettata in base all’idoneità. Da una prospettiva generale, non possiamo dire che 50Hz siano migliori di 60Hz o meno, non c’è differenza. Il problema principale è il fatto che esistono due standard di alimentazione. Ciò significa che i collegamenti tra sistemi di trasmissione che funzionano su frequenze diverse richiedono collegamenti CC tra di loro o semplicemente l’utilizzo di un convertitore di frequenza per cambiare da 60 Hz a 50 Hz.

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Pankaj soni

Ciao amici,
My self Pankaj soni sono un ingegnere elettrico dal 2014. Ho preparato questo sito Web per articoli per l’elettricità e amp; Ingegneria Elettronica.
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