sistemas trifasicos

POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS












SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA TRIFASICOS






3.1 Introducción

La generación, transmisión y distribución de energía eléctrica se efectúa a través de sistemas trifásicos de corriente alterna.
Las ventajas que se obtienen en los sistemas trifásicos con respecto a los monofásicos
son:

 Ahorro de materiales en equipos, líneasde transmisión y distribución.

 Generación de campos magnéticos rotantes (Principio de funcionamiento de los motores)

 Potencia instantánea constante.



3.2 Fuentes trifásicas

Un generador trifásico de tensión está compuesto por:

 Una parte fija o estator, constituido por un paquete de chapas magnéticas que conforman un cilindro con una serie de ranuraslongitudinales, que en el caso que analizaremos presenta la cantidad mínima que es de 6 ranuras.
Sobre cada par de ranuras opuestas se colocan los lados de una bobina, cuyos principios y fin tienen la siguiente designación:

Bobina 1: u - x Bobina 2: v - y Bobina 3: w - z

Las bobinas son constructivamente iguales, con el mismo número de espiras y con una distribución geométrica tal quesus ejes magnéticos forman un ángulo de 120 °.

 Una parte móvil o rotor, que está ubicada dentro del estator y que consiste de un electroimán alimentado por corriente continua.
El giro de dicho rotor se produce mediante una máquina impulsora (Motor diesel, turbina de vapor, de gas, hidráulica, eólica) que mantiene una velocidad angular constante.





Ing .Julio Álvarez 12/09 38POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS


La figura 3.1 muestra el corte perpendicular a eje de un generador elemental en el cual se ha dibujado solo un par de ranuras por fase, y la forma de una de las espiras.



Estator




y













w
u








S




ICC

N

Línea de flujo magnético



z












v


Rotor




Eje magnético de labobina u-x





Eje magnético del
 electroimán para la
posición del dibujo



Eje magnético de la bobina u-x

Eje magnético del
α electroimán para un giro del rotor en un
ángulo α



x

u
Esquema de
disposición de la espira u-x











x


Figura 3.1 Generador de tensiones alternas trifásico

Dado que el electroimán produce un flujo [] de valorconstante, las bobinas concatenarán un valor de flujo de acuerdo a la posición instantánea del rotor.
Si tomamos la bobina u - x de “N” espiras (La cual en el esquema anterior está
representada por una sola espira por razones de simplicidad del dibujo), y llamamos ““al ángulo entre el eje magnético del electroimán y el eje vertical, el flujo concatenado por la bobina para eseinstante es:

 =  sen 

Dependiendo el ángulo  de la velocidad angular del rotor y del tiempo transcurrido, o sea;  = ω t, con lo cual:
 =  sen t
De acuerdo a la Ley de Faraday-Lenz, entre los terminales de las bobinas se inducirá una
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fuerza electromotriz cuyo valor es:

eux = N d/dt = N   cos t Siendo Emax = N  eux = Emax sen t

Si analizamos la bobina v - y, vemos que el fenómeno se repite pero con un atraso de 120°, debido a la disposición geométrica de ambas, o sea que:

2
e VY  E max sen ( t - )
3

Lo mismo sucede con la bobina w - z:


e WZ
4
 Emax sen (  t - )
3

De esta manera se ha logrado tener un sistema de tres tensiones alternas desfasadas
120° en el tiempo, unade otra.
Si no hay circulación de corriente la fuerza electromotriz inducida y la tensión en bornes de cada bobina son iguales. Esto no es así en el caso de que haya circulación de corriente ,ya que la tensión en bornes varía con el estado de carga, lo que nos conduce a representar cada bobina
como una fuente de tensión alterna real, compuesta por una fuente ideal “E” y una impedancia en...