Sistema trifásico En ingeniería eléctrica un
sistema trifásico es un sistema de producción,
distribución y consumo de energía eléctrica
formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual
frecuencia y amplitud(y por consiguiente, valor eficaz) que
presentan una cierta diferencia de fase entre ellas, en torno a
120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una
de las corrientes monofásicas que forman el sistema se
designa con el nombre de fase.
¿Porqué se usan los circuitos trifásicos? La
potencia en KVA (Kilo Volts Ampere) de un motor trifásico
es aproximadamente 150% mayor que la de un
motor monofásico. En un sistema trifásico
equilibrado los conductores necesitan ser el 75% del
tamaño que necesitarían para un sistema
monofásico con la misma potencia en VA por lo
que esto ayuda a disminuir los costos y por lo tanto
a justificar el tercer cable requerido. La potencia proporcionada
por un sistema monofásico cae tres veces por ciclo. La
potencia proporcionada por un sistema trifásico nunca cae
a cero por lo que la potencia enviada a la
carga es siempre la misma.
Motor asíncrono trifásico Este es uno de los
principales “causantes” del uso de la corriente
alterna trifásica.
Motor asíncrono trifásico El funcionamiento de
motor asíncrono trifásico se basa en un campo
magnético giratorio, producido por tres bobinados.
Motor asíncrono trifásico El campo magnético
giratorio, es la resultante de la suma vectorial de los campos
magnéticos generados en los bobinados de cada fase.
Motor asíncrono trifásico
Motor asíncrono trifásico
Motor asíncrono trifásico
Motor asíncrono trifásico
Motor asíncrono trifásico Motor asíncrono
trifásico de rotor en jaula de ardilla.
Motor asíncrono trifásico Motor asíncrono
trifásico de rotor bobinado.
Un poco de historia Nikola Tesla, un inventor Serbio-Americano
fue quien descubrió el principio del campo
magnético rotatorio en 1882, el cual es la base de la
maquinaria de corriente alterna. Él inventó el
sistema de motores y generadores de corriente alterna
polifásica que da energía al planeta. Sin sus
inventos el día de hoy no sería posible la
electrificación que impulsa al crecimiento de la industria
y al desarrollo de las comunidades.
¿Cómo se genera la energía trifásica?
Si rotamos un campo magnético a través de una
bobina entonces se produce un voltaje monofásico como se
ve a continuación En cambio, si colocamos
tres bobinas separadas por ángulos de 120° se
estarán produciendo tres voltajes con una diferencia de
fase de 120° cada uno.
¿Cómo se genera la energía
trifásica?
¿Cómo se genera la energía
trifásica?
Videos de trifásica
http://fermoya.com/electrotecnia/recursos/162-motores-trifasicos-de-corriente-alterna.html
http://www.youtube.com/watch?v=aYAfIIdwsSg
Conceptos Para comprender como funcionan los circuitos
trifásicos es necesarios primero conocer cómo se
denominan las partes que lo componen así como todos los
conceptos relacionados. Voltajes trifásicos equilibrados
Circuito trifásico equilibrado Voltaje de fase Secuencia
de fase positiva Secuencia de fase negativa Neutro
Voltajes trifásicos equilibrados Para que los tres
voltajes de un sistema trifásico estén equilibrados
deberán tener amplitudes y frecuencias idénticas y
estar fuera de fase entre sí exactamente 120°.
Importante: En un sistema trifásico equilibrado la suma de
los voltajes es igual a cero: Va + Vb + Vc = 0
Circuito trifásico equilibrado Si las cargas se encuentran
de manera que las corrientes producidas por los voltajes
equilibrados del circuito también están
equilibradas entonces todo el circuito está
equilibrado
Voltajes de fase Cada bobina del generador puede ser representada
como una fuente de voltaje senoidal.Para identificar a cada
voltaje se les da el nombre de voltaje de la fase a, de la fase b
y de la fase c.
Secuencia de fase positiva Por convención se toma siempre
como voltaje de referencia al voltaje de fase a. Cuando el
voltaje de fase b está retrasado del voltaje de fase a
120° y el voltaje de fase c está adelantado al de fase
a por 120° se dice que la secuencia de fase es
positiva.
Secuencia de fase positiva Los voltajes de a, b y c representados
con fasores son los siguientes: Va = Vm0º Vb =Vm -120º
Vc = Vm 120º en donde Vm es la magnitud del voltaje de la
fase a.
Secuencia de fase negativa En la secuencia de fase negativa el
voltaje de fase b está adelantado 120° al de la fase
a. y el voltaje de fase c está atrasado 120° al de la
fase a.
Secuencia de fase negativa Los voltajes de a, b y c representados
con fasores son los siguientes: Va = Vm0º Vb =Vm 120º
Vc = Vm -120º en donde Vm es la magnitud del voltaje de la
fase a.
Neutro Normalmente los generadores trifásicos están
conectados en Y para así tener un punto neutro en
común a los tres voltajes. De ese punto neutro partira el
conductor neutro por el que no circulará ninguna
intensidad cuando el circuito está perfectamente
equilibrado y circulará una intensidad cuando esta
desequilibrado.
Tensión de línea Esla tensión existente
entre dos fases del sistema trifásico.
Tensión de fase Es la tensión existente en los
bornes de un elemento conectado en un sistema
trifásico.
Intensidad de línea Es la intensidad que circula por los
conductores de línea del sistema trifásico.
Intensidad de fase Es la intensidad que atraviesa los elementos
conectados en un sistema trifásico.
Conexiones trifásicas Estrella Triangulo
Conexión en estrella IL = IF VL =v3 VF
Conexión en triangulo IL = v3 IF VL = VF
Conexiones de un motor en estrella y en triangulo
Conexiones de un motor en estrella y en triangulo
En la ilustración se representa un sistema de
alimentación trifásico equilibrado donde los
generadores producen 220 Vef. Calcula l potencia consumida en las
tres residencias y la corriente IN
IR = IS = IT = V / Z = 220 / 100 = 2,2 A Por ser equilibrado: P =
3 PF P = 3 R IR2 = 3 * 100 * 2,2 2 = 1452 W Como el sistema es
equilibrado se cumplirá que: IN = IR + IS + IT = 0 A
IR IS IT IR +IS
En la ilustración se representa un sistema de
alimentación trifásico desequilibrado donde los
generadores producen 220 Vef. Calcula la corriente que circula
por el hilo neutro IN
IR = V /Z1 = 220 / 100 = 2,2 A IS = V /Z2 = 220 / 100 = 2,2 A IT
= V /Z1 = 220 / 1000 = 0,22 A IN = 2,2 – 0,22 = 1,98 A
desfasada 60º respecto a VR
IR IS IT IR +IS IN