Fuentes Trifasicas

SISTEMAS TRIFASICOS Abelardo Muñoz Gamboa Ingeniero Civil Electricista Profesor Titular Escuela de Ingeniería Eléctrica Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

La Ingeniería Eléctrica descansa en varios conceptos fundamentales relativos a circuitos eléctricos en lo principal en aquellos donde sus variables, corrientes y tensiones, son señales alternas senoidales en régimen estacionario,en atención a su facilidad de generación, de transporte y de simplicidad en el tratamiento matemático. La forma de obtener una señal senoidal se explica a partir de un generador elemental monofásico, formado por una bobina que se mueve en el interior de un campo magnético fijo o bien un campo magnético en movimiento (rotor) que se acopla a una bobina estacionaria (estator). El Movimiento de loselementos móviles se produce mediante acciones de mecanismos externos tales como las caídas de agua en Centrales Hidroeléctricas o fuerzas motrices generadas a partir del vapor en Centrales Termoeléctricas, entre otras formas de producir movimientos. Los generadores de señales trifásicas para la generación de las señales trifásicas tienen el mismo principio de la generación de señales monofásicasolo que en este caso se incorporan tres bobinas en un campo magnético uniforme separadas entre sí con un ángulo de 120 grados,

Fig 1.1 Estructura esquemática de un generador de señales trifásicas.

FUENTES TRIFASICAS Un modelo aceptado para representar esta forma de generación de señales corresponden un conjunto de tres fuentes senoidales de igual magnitud y desfasadas entre si en un ángulo de120 grados, y trabajando en régimen permanente ( estado estacionario), así cada fuente tiene un par de terminales activo y otro de tierra, que permiten la interconexión en base a dos estructuras básica: Conexión estrella y Conexión triángulo. Las fuentes y el diagrama fasorial que las representa se muestra en la Fig. 1,2

A
+ Ea(t) -

B
+ Eb(t) -

C
+ Ec(t) -

NA

NB

NC

Fig 1.2Modelo de representación de las conexión de fuentes trifásicas en base a tres fuentes Un generador en conexión estrella o bien conexión Y, corresponde al modelo más simple de una fuente trifásica y es capaz de entregar tres señales monofásicas desfasadas 120º una de la otra con la misma magnitud, Em , y la misma velocidad angular, w , las que se definen de acuerdo con las siguientes expresionesDonde su forma en el dominio del tiempo están dadas por

eA  eAN  t   Em  sen  w  t  ; eB  eBN  t   Em  sen  w  t  120º  o bien
eC  eCN  t   Em  sen  w  t  120º 

Em  senw  t  240º 

o bien

Em  senw  t  240º 

Mientras que su forma polar están dada por la forma
EAN  Em / 0º EBN  Em /  120º ; Em / 240º

ECN  Em /  120

; Em / 240º

EAN EBN  ECN  Em
Cuyo diagrama fasorial y las correspondientes representaciones en el dominio del tiempo se muestran en la Fig 1.3

Fig 1.3 diagrama fasorial y señales en el dominio del tiempo

Asi se cumple que la suma de los voltajes de Fase de la fuente trifásica resulta ser cero
EAN  EBN  ECN  0

Aseveración que se puede comprobar sumando las señales senoidales en el dominio deltiempo de las fuentes independientemente o bien sumando vectorialmente los vectores del diagrama vectorial. Cada señal monofásica dispone de un punto activo y de un punto de tierra. Si todas las fuentes monofásicas que forman la fuente trifásica han sido conectadas formando una estrella (conexión Y), entonces los terminales de tierra de cada una de ellas han sido conectados en un solo punto Ndenominado como neutro, lo cual corresponde a un generador trifásico conectado en Y que externamente presenta tres lineas activas A, B, C. o cuatro líneas (tres activas y una conexión física entre el neutro y la tierra física del sistema.

Fig 1. 4 Fuentes conectadas en estrella

Los voltajes eA(t) ; eB(t) ; eC(t) son llamados voltajes de fase mientras que los voltajes eAB(t) ; eBC(t); eCA(t), se...