¿Cuáles son las desventajas de las frecuencias superiores a 60 Hz o inferiores a 50 Hz en un sistema eléctrico?

Solo algunos puntos:

Frecuencias bajas :

  • Los trenes en algunos países europeos funcionan a 16 2/3 Hz;
    • Debido a la electrificación muy temprana,
    • En ese momento, era un problema hacer grandes motores a frecuencias más altas.
    • Pero funcionan bastante bien.
  • Los artefactos inductivos, como generadores, motores y transformadores, son notablemente más grandes y pesados.
  • Las pérdidas magnéticas son más pequeñas (por diseño similar).
  • La mayoría de los convertidores de potencia se vuelven más eficientes, pero más grandes y pesados.
  • Necesitaríamos menos compensación de potencia reactiva para las líneas (mayor distancia entre las estaciones de compensación). Pero los componentes de compensación serían más grandes.
  • Las pérdidas por rediación EM serían más pequeñas (importante para la transmisión a larga distancia).
  • Podemos tener líneas de transmisión más largas, antes de volver a la transmisión de CC.
  • Pero: sería una mala compensación , debido a las aplicaciones magnéticas mucho más grandes y pesadas

Frecuencias más altas:

  • Menor tamaño y peso de los aparatos magnéticos (generadores, motores, transformadores, etc.)
  • En su mayoría convertidores de potencia más pequeños.
  • Mayores pérdidas en aplicaciones magnéticas y convertidores de potencia.
  • Necesidad de más competencias para potencia reactiva en líneas de suministro (distancias más pequeñas entre estaciones de compensación). Aunque los componentes serían más pequeños.
  • Mayores pérdidas de radiación EM (importante para líneas de transmisión muy largas).
  • Las líneas de suministro en CA no podrían ser tan largas, y antes tendríamos que volver a las líneas de suministro de CC.
  • El resultado final: sería una mala compensación, debido a las mayores pérdidas

En las aerolíneas usan 400 HZ AC.

Esto permite generadores y transfómeros más pequeños (ya que el hierro se magnetiza 8 veces más a menudo). Como resultado, las pérdidas de hierro son mayores y el zumbido de CA se convierte en un zumbido desagradable.

A frecuencias más bajas, las luces parpadearían más notablemente. Incluso a 60Hz, las luces LED más baratas parpadean. Los sistemas de CA diseñados por Tesla funcionaban a 25Hz (o cps en esos días) A esa frecuencia, incluso las luces incandescentes parpadeaban. A frecuencias más bajas, los motores de inducción y los motores síncronos funcionan más lentamente. La velocidad máxima para un motor de inducción es inferior a 3600 RPM a 60 Hz, inferior a 3000 RPM a 50 Hz y inferior a 1500 RPM a 25 Hz. Para una salida de HP dada, los motores de menor velocidad tienen que producir más torque además de necesitar más hierro, por lo que los motores serán más grandes.

Como dijo Georg, a 400 Hz, el zumbido audible sería mucho más molesto con los transformadores y los sistemas de audio.

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