Ciencia

Colegio Juan Piamarta
3º Electrónica

Control Eléctrico
Rogelio Ortega B.

GUÍA 8: CÁLCULO DE POTENCIAS Y FACTOR DE POTENCIA
1. Triángulo de potencias

Del triángulo se definen tres tipos de potencias encontradas en cargas inductivas y
capacitivas, cuando están siendo alimentadas por una red de corriente alterna.
a) Potencia real o actica (P), es aquella cuando el producto del voltajey la corriente es
positivo, es aquella potencia disponible para realizar un trabajo. Se mide en Watt (W).
P V I cos

b) Potencia reactiva (Q), es aquella cuando el producto del voltaje y la corriente es
negativo, es aquella potencia que regresa a la línea. Se mide en Volt Ampere Reactivo
(VAR).
Q V I sen

c) Potencia aparente (S), es el producto entre el voltaje de línea y la corriente delínea. Se
mide en Volt Ampere (VA).
S

VI

d) Factor de potencia (FP), es el que indica que parte de la potencia aparente (S) es potencia
real o activa (P) y puede variar desde 1 cuando el ángulo de fase φ es 0°, a 0 cuando el
ángulo de fase φ es 90°.

FP

P
S

V I cos
VI

cos

1

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2. Potenciareal en motores monofásicos

P VL I L cos
3. Potencia real en motores trifásicos

P

3 VL I L cos

4. Potencia eléctrica (P) versus potencia mecánica (Peje)
Peje

P

Donde:
VL = Voltaje de línea
IL = Corriente de línea
η = Rendimiento o eficiencia del motor
5. Velocidad y deslizamiento
La velocidad del campo magnético giratorio se llama velocidad síncrona del motor.
NS

120 fp

Donde:
NS = Velocidad síncrona en rpm
f = Frecuencia de la red de alimentación
p = Número total de polos
Un motor de inducción no puede funcionar a la velocidad síncrona porque el rotor estaría en
reposo con respecto al campo magnético giratorio y no se induciría f.e.m. en él.
La velocidad del rotor debe ser ligeramente menor que la velocidad síncrona para que en él se
induzca unacorriente que permita la rotación del rotor.
La diferencia entre la velocidad del rotor y la velocidad síncrona se llama deslizamiento.
S

NS

NR

Donde:
S = Deslizamiento en rpm
NS = Velocidad síncrona en rpm
NR = Velocidad del rotor en rpm
2

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Cuando no se conoce la velocidad del rotor (o eje del motor),se puede calcular usando la
ecuación siguiente,
NR

NS

S

Donde se usa un deslizamiento (S) aproximado del 5% de la velocidad síncrona (NS).
S

0,05 N S

6. Corrección del factor de potencia
Por ley las empresas eléctricas multan a todos los clientes que tienen un mal factor de
potencia, en Chile inferior a 0,93. Este mal factor de potencia lo producen los ballast en los
equiposde iluminación, motores de aire acondicionado, motores de bombas de agua, motores
de ascensores, en general todos los motores de inducción utilizados en la industria.
La solución es la instalación de una unidad capacitiva trifásica, en paralelo con el motor
trifásico (conectado individualmente) o un banco de condensadores (conectado en la entrada
de la red eléctrica a la planta), estos secalculan para que el factor de potencia permanezca
sobre los 0,93 que exige la ley, por lo que evitara la multa. Además de evitar el cobro, se
puede obtener un ahorro en el consumo eléctrico ya que tener un buen factor de potencia baja
la perdida de línea y hace el sistema eléctrico más eficiente.
Para calcular la potencia reactiva de la unidad capacitiva (tres condensadores conectados entriángulo), que debe instalarse en paralelo con el motor de inducción se utiliza la siguiente
ecuación,
QC

P tan

actual

tan

deseado

Donde para realizar el cálculo del ángulo φ del factor de potencia actual (factor de potencia
encontrado en la placa del motor), se emplea
actual

arccos FPactual

Mientras que para determinar el ángulo φ del factor de potencia deseado (factor de...