Sistemas trifásicos

SISTEMAS TRIFASICOS

Un sistema de corrientes trifásicas consta de 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.

Un sistematrifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente.

Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (tensiones diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones es un sistema desequilibrado.

Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a quepor el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120°, aunque las tensiones del sistema o de la línea sean equilibradas o balanceadas.

El sistema trifásico presenta una serie de ventajas como son la economía de sus líneas de transporte de energía (hilos más finos que en una línea monofásica equivalente) y de los transformadoresutilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores.

La producción en un sistema trifásico de tensiones equilibradas, se da cuando una espira gira en el interior de un campo magnético uniforme con una velocidad ω constante, se produce en ella una tensión senoidal. Esta tensión también se puede generar si la espira permanece fija y se hacen girar los polos de unelectroimán con velocidad constante.

Si el estator esta constituido por tres bobinas independientes desfasadas 120° en si. Al girar el rotor se induce en cada una de las bobinas una tensión alterna senoidal, del mismo valor y de la misma frecuencia, pero desfasadas entre si 120° o un tercio de periodo.

Este dispositivo, compuesto fundamentalmente por rotor y un estator, recibe el nombre degenerador trifásico. IGURA 4.1

4.1 Secuencia de fases ABC y CBA

El orden en que las tensiones o corrientes adquieren sus valores máximos se denomina secuencia de fases. Así la secuencia ABC significa que la tensión Va presenta su máximo antes que la tensión Vb y a su ves esta lo hace antes que la tensión Vc. Esto es valido para cualquier otra secuencia y para las corrientes. La siguientefigura ilustra la secuencia ABC FIGURA 4.2
|

FIGURA 4.2
De acuerdo a la secuencia de fases se definen:
Secuencia directa: cuando respecto a un punto fijo los tres valores de tensión girando en el sentido antihorario pasan por el punto fijo en el siguiente orden A, B, C.

Secuencia inversa: cuando respecto aun punto fijo los tres vectores de tensión girando en sentido antihorario pasan por elpunto fijo en el siguiente orden C, B, A. VER FIGURA 4.3

[pic]
FIGURA 4.3

4.2 Conexión delta y estrella
Conexión delta:
Como se muestra en la figura 4.4 en las conexiones delta-delta. Como se observa, no es posible considerar una sola fase ya que no existe un punto común. Si se cortocircuita el secundario; desde el primario se ve el circuito de la Figura 4.5A, el que puedetransformarse en una estrella equivalente, tal como en la figura 4.5 donde se puede obtener un punto común o punto neutro. Este punto no es real, sin embargo permite considerar una sola fase del transformador trifásico.
FIGURA 4.5

Conexión estrella:
La conexión de las tres fuentes se realiza de la siguiente forma:

FIGURA
4.6

Para este tipo de conexión las corrientes de línea (IA, IB, IC) y defase (IAB, IBC, ICA) coinciden en cambio las tensiones de línea (EAB, EBC, ECA) y de fase (EAN, EBN, ECN) son distintas. La siguiente figura ilustra estas magnitudes (FIGURA 4.7)

FIGURA 4.7

Este tipo de conexiones se realizan cuando la tensión nominal de los receptores coinciden con la tensión de fase de a red. Habrá que distinguir dos casos, según que las cargas estén equilibradas o...