Selección de una fuente de alimentación de 115 VAC 400 Hz: por dónde empezar
La elección de una fuente de alimentación de 115 VAC 400 Hz suele empezar con «necesitamos un convertidor de 400 Hz» y omite las preguntas que deciden el resultado. ¿La carga espera estrella o triángulo? ¿Cuántos kVA y con qué factor de potencia? ¿Qué red o generador alimenta al convertidor? ¿Funcionará en un vehículo terrestre, en un buque o en un taller de radar?
Este artículo recorre la selección de una fuente de alimentación de 115 VAC 400 Hz para sistemas terrestres, navales y de radar, desde la carga hasta una tabla de decisión. Para saber qué ocurre dentro del convertidor (rectificador, bus DC, inversor PWM), consulte ¿Qué es un convertidor de frecuencia estático?; aquí el tema es la selección.
Empiece por la carga
Parta del documento de control de interfaz (ICD) de la carga. Los cuatro temas siguientes forman el esqueleto de la especificación.
¿Estrella o triángulo?
Los sistemas trifásicos de 400 Hz utilizan dos conexiones habituales:
- Estrella (con neutro): los 115 VAC se miden entre fase y neutro. La tensión entre fases es √3 veces mayor, unos 200 VAC. Esto es lo que describe «115/200 VAC 400 Hz».
- Triángulo (sin neutro): los 115 VAC se miden entre fases y no existe conductor neutro.
Una conexión equivocada desplaza la tensión en un factor de √3: una carga en triángulo conectada entre fases a una fuente en estrella recibe unos 200 VAC. Por eso «115 VAC 400 Hz» no basta; indique el punto de medida (fase-neutro o fase-fase).
Número de fases y neutro
Algunas cargas necesitan 115 VAC 400 Hz monofásica y otras trifásica. Si varias cargas monofásicas comparten una fuente trifásica, planifique el equilibrio de fases desde el principio; una carga desigual provoca diferencias de tensión entre fases.
Potencia: kVA, factor de potencia y corriente de arranque
Una fuente de alimentación se especifica en kVA, mientras que las listas de cargas suelen llegar en vatios. La electrónica alimentada por rectificador y los motores reducen el factor de potencia, por lo que el mismo kW requiere más kVA. El arranque de motores y la carga de los condensadores de entrada generan corriente de irrupción, y la capacidad de sobrecarga de corta duración de la fuente debe cubrir ese pico. El enfoque habitual: añadir margen al total de cargas simultáneas y comprobar después por separado los picos breves. Un ejemplo práctico de dimensionamiento en kVA se publicará en un artículo aparte.
Calidad de la salida
Exija valores medibles: distorsión armónica total (THD), modulación de frecuencia, modulación de tensión, tiempo hasta el régimen estable y tiempo de desconexión de la salida por sobretensión o subtensión. Los componentes sensibles a la frecuencia, como sincros y resolvers, dependen de la modulación de frecuencia; las fuentes de alimentación de radar y comunicaciones, de la THD.
Fuente de entrada: red, generador o monofásica de 230 VAC
La entrada del convertidor condiciona la elección tanto como su salida:
- Red trifásica de clase 400 VAC: habitual en instalaciones, talleres, campamentos y distribución a bordo. Para potencia de 400 Hz del orden de kilovoltamperios, una entrada trifásica es la opción más adecuada.
- Generador: en el terreno, el convertidor suele alimentarse desde un generador. La tolerancia de tensión y frecuencia del generador debe quedar dentro del rango de entrada del convertidor.
- Monofásica de 230 VAC: suficiente para laboratorios, bancos de ensayo o electrónica de misión de baja potencia.
Por ejemplo, el convertidor de frecuencia estático PowerGuard 115/200 VAC 400 Hz funciona con una entrada trifásica de 360–440 VAC, 50–60 Hz, mientras que PowerGuard TPS-115 se alimenta de una red de 200–240 VAC, 50 Hz y utiliza una topología AFE (Active Front End).
Selección según la aplicación
Vehículos terrestres y sistemas de campaña
En los vehículos, los factores decisivos son el volumen, el peso, la refrigeración y la temperatura ambiente. La electrónica de misión puede necesitar 400 Hz y 28 VDC a la vez; una sola fuente para ambas reduce el cableado y el trabajo de montaje. TPS-115 está diseñado para este caso: junto a una salida AC trifásica de 115 VAC F–N, 400 Hz, 600 VA, proporciona 3 × 28 VDC aislados (600 W en total). Tiene refrigeración pasiva (sin ventilador), funciona de −40 a +55 °C y cabe en una envolvente de 215 × 340 × 123 mm. Para una visión general de la arquitectura de 28 VDC del vehículo, consulte Arquitectura eléctrica de vehículos militares.
Los sistemas de mando y control y de comunicaciones de campaña suelen combinar cargas de 60 Hz y 400 Hz al aire libre. PowerGuard Outdoor distribuye 12 kVA (0.8 PF) entre 7 salidas aisladas: 5 × 60 Hz y 2 salidas trifásicas de 115 VAC 400 Hz de 4 kVA cada una. Funciona de −32 a +55 °C. Los sistemas móviles de doble frecuencia se tratan en detalle en la Guía de convertidores de frecuencia militares móviles.
Plataformas navales
En los buques, la alimentación de 400 Hz se describe según la Sección 300 de la serie MIL-STD-1399, que define la interfaz de energía eléctrica de la plataforma. Además de 60 Hz, define tipos de alimentación separados para 400 Hz (Tipo II y el Tipo III de precisión); la especificación debe indicar qué tipo se requiere. La niebla salina, la humedad, la vibración y el choque también son importantes en el mar.
Los requisitos de tensión y frecuencia de salida del convertidor de frecuencia estático PowerGuard 115/200 VAC están definidos según MIL-STD-1399-300B; el factor de potencia de salida es como mínimo 0.85 en estrella y como mínimo 0.80 en triángulo. En la salida puede añadirse una unidad de distribución de energía opcional.
Sistemas de radar y de dirección de tiro
Los subsistemas de radar y de dirección de tiro también necesitan alimentación de 400 Hz durante el mantenimiento, la integración y los ensayos, donde la salida debe ser ajustable y supervisarse a distancia. El convertidor estático ofrece una salida variable de 115–220 VAC, 60–400 Hz, con una THD inferior al 5%, una modulación de frecuencia de 4 Hz como máximo y una modulación de tensión de 2.5 Vrms como máximo. La supervisión se realiza mediante RS-422 y un software de escritorio basado en Ethernet. Para sistemas de radar y sensores de baja potencia desplegados en el terreno que también necesitan 28 VDC, conviene considerar TPS-115.
Un error frecuente: confundir 400 VAC con 400 Hz
En los nombres de producto y en las cotizaciones, el número «400» puede significar dos cosas distintas: tensión de entrada (400 VAC) o frecuencia de salida (400 Hz). El inversor militar AC-AC PowerGuard 400/115 VAC es un buen ejemplo: recibe 400 VAC trifásica, 50/60 Hz y entrega 115 VAC, 50 Hz, y no produce 400 Hz. Si su carga necesita 115 VAC 50 Hz, es el equipo adecuado; si necesita 115 VAC 400 Hz, usted necesita un convertidor de frecuencia. La diferencia se explica en la Guía del inversor militar AC-AC.
Evidencia: «ensayado» y «conforme» no son lo mismo
Al comparar cotizaciones, pregunte qué evidencia respalda cada línea MIL-STD: ¿un informe de ensayo de un laboratorio acreditado o una declaración de conformidad de diseño? Por ejemplo:
- PowerGuard 115/200 VAC estático: superó los ensayos MIL-STD-810G CHG-1 y MIL-STD-461G en un laboratorio acreditado ISO/IEC 17025; conformidad con MIL-STD-1399B.
- PowerGuard Outdoor: superó los ensayos MIL-STD-810G CHG-1 y MIL-STD-461E en un laboratorio acreditado; conformidad con MIL-STD-1399B.
La guía de MIL-STD-461 y MIL-STD-810 resume qué ensayos cubren estas normas.
Tabla de decisión
| Escenario | Requisito clave | Producto adecuado | Valores de la hoja de datos |
|---|---|---|---|
| Electrónica de misión a bordo del vehículo, 400 Hz + 28 VDC | Volumen reducido, sin ventilador, entrada monofásica | TPS-115 | Entrada de 200–240 VAC; trifásica 115 VAC 400 Hz, 600 VA + 3 × 28 VDC, 600 W; −40 a +55 °C |
| C2 / comunicaciones de campaña, 60 Hz + 400 Hz juntos | Uso exterior, varias salidas aisladas | PowerGuard Outdoor | 12 kVA; 5 × 60 Hz + 2 × 400 Hz (4 kVA cada una); −32 a +55 °C |
| Equipos de 400 Hz a bordo de buques | Salida MIL-STD-1399-300B, estrella/triángulo | 115/200 VAC estático | Entrada trifásica de 360–440 VAC; 115 VAC 400 Hz en estrella o triángulo |
| Mantenimiento, integración y ensayo de radar | Frecuencia ajustable, supervisión remota | 115/200 VAC estático | 60–400 Hz variable; THD < 5%; RS-422 + Ethernet |
| Carga de 115 VAC 50 Hz, red de 400 VAC | Conversión de tensión, no de frecuencia | Inversor 400/115 VAC | Entrada trifásica de 400 VAC; 115 VAC 50 Hz; 10 kVA |
Todas las opciones figuran en Convertidores de frecuencia, variadores de motor y sistemas UPS militares.
Fabricante de fuentes de alimentación de 400 Hz en Türkiye: TEDEG Defence
TEDEG Defence es un fabricante de defensa con sede en Ankara que diseña y produce convertidores de frecuencia y productos de conversión de potencia para las necesidades de alimentación de 400 Hz y 115 VAC de sistemas terrestres, navales y de radar.
| Perfil de la empresa | Datos |
|---|---|
| Empresa | TEDEG Defence Industry A.Ş. |
| Sede | Ankara |
| Fundación | 2023 |
| Registros y certificados | NCAGE TM885, ISO 9001, EYDEP |
| Membresías en clústeres | OSSA, SAHA İstanbul |
Productos de 400 Hz mencionados en este artículo:
- Convertidor de frecuencia estático PowerGuard 115/200 VAC 400 Hz: salida variable de 115–220 VAC, 60–400 Hz a partir de una entrada trifásica de 360–440 VAC; −30 a +50 °C, 3000 m.
- PowerGuard Outdoor: 12 kVA, 7 salidas aisladas; sobrecarga con 0.8 PF de 125% → 5 min, 200% → 5 s, 250% → 1 s; conectores MIL-DTL-38999.
- PowerGuard TPS-115: 400 Hz AC y 28 VDC aislados en una sola envolvente; supervisión por RS-485.
Consulte Certificaciones y calidad para los documentos y el catálogo de productos para la gama completa.
Preguntas frecuentes
¿Es 115 VAC 400 Hz lo mismo que 115/200 VAC 400 Hz?
Pueden describir el mismo sistema en estrella: 115/200 VAC significa 115 VAC entre fase y neutro y unos 200 VAC entre fases. Sin embargo, «115 VAC 400 Hz» también puede significar 115 VAC entre fases en una conexión en triángulo. Indique en la especificación el punto de medida y la necesidad de neutro.
¿De cuántos kVA debe ser una fuente de alimentación de 400 Hz?
Convierta la lista de cargas en vatios a kVA mediante el factor de potencia, sume las cargas simultáneas, añada margen y compare los picos de arranque con la capacidad de sobrecarga de la fuente.
¿Puede un equipo de 400 Hz funcionar directamente con la red de 50 Hz?
No. Los transformadores y motores diseñados para 400 Hz absorben una corriente de magnetización mucho mayor a 50 Hz, se sobrecalientan y pueden dañarse. Se necesita un convertidor de frecuencia intermedio.
¿Puede una sola unidad suministrar 60 Hz y 400 Hz?
Sí. PowerGuard Outdoor entrega 60 Hz y 400 Hz desde salidas aisladas independientes en el mismo chasis, mientras que el PowerGuard 115/200 VAC estático ofrece una frecuencia de salida ajustable de 60 a 400 Hz.
Conclusión
La fuente de alimentación de 115 VAC 400 Hz adecuada se deriva de una especificación que indica, en cifras, la conexión (estrella o triángulo), los kVA con el factor de potencia, la fuente de entrada, la calidad de salida, el entorno y el nivel de evidencia. Una fuente compacta sin ventilador se adapta al vehículo, una unidad exterior de doble frecuencia al terreno, y un convertidor estático con salida MIL-STD-1399-300B a los buques y talleres de radar.
Envíe su lista de cargas y sus requisitos de interfaz mediante el formulario de cotización o contacte con nuestro equipo de ingeniería a través de la página de contacto.
Ejemplo de campo: para conocer una aplicación en la que las necesidades de 60 Hz y 400 Hz se combinaron en un único convertidor exterior, consulte el caso de éxito de la plataforma lanzacohetes terrestre.
