Sistemas Trifasicos

1.0 Introducción

En esta investigación se dan a conocer cuales son la características de los sistemas trifásicos y monofásicos al igual que damos a conocer cuales son sus características, conocerán el tipo de conexión en estrella y delta cuales son sus características y como se presentan gráficamente.

Un sistema trifásico es mucho mas económico que un sistema monofásico al igual que aprenderás que un sistema trifásico esta conectado a 120° eléctricos.

2.0 Características de los sistemas Trifásicos y monofásicos

2.1 Sistemas trifásicos

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.

Un sistema trifásico 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 desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por 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.

Voltaje de las fases de un sistema trifásico. Entre cada una de las fases hay un desfase de 120º.

Además la relación de transformación “a” de cualquier transformador viene dada por:

V1 es la tensión del primario; N1 es la relación de vueltas del secundario

V2 es la tensión en el secundario N2 es la relación de vueltas del secundario.

2.2 Sistemas monofásicos

Un sistema monofásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por una única corriente alterna o fase y por lo tanto todo el voltaje varía de la misma forma. La distribución monofásica de la electricidad se suele usar cuando las cargas son principalmente de iluminación y de calefacción, y para pequeños motores eléctricos. Un suministro monofásico conectado a un motor eléctrico de corriente alterna no producirá un campo magnético giratorio, por lo que los motores monofásicos necesitan circuitos adicionales para su arranque, y son poco usuales para potencias por encima de los 10 kW. El voltaje y la frecuencia de esta corriente dependen del país o región, siendo 230 y 115 Voltios los valores más extendidos para el voltaje y 50 o 60 Hercios para la frecuencia.

Voltaje en un sistema de corriente monofásico

Los sistemas monofásicos pueden generarse haciendo rotar dos conductores curvados en un campo magnético. Tales máquinas se llaman alternadores monofásicos. Pero el voltaje producido por una sola curva es muy pequeño y no es suficiente como para abastecer cargas prácticas. Por ello se conectan numerosas curvas en serie para formar un devanado en un alternador práctico. La suma de los voltajes inducidos en todas las curvas esta ahora disponible como voltaje en corriente alterna monofásica, que es suficiente para impulsar cargas prácticas.

3.0 Ventajas del uso de los sistemas trifásicos

En los sistemas trifásicos, la armadura del alternador tiene tres devanados y produce tres voltajes alternos independientes. La magnitud y frecuencia de todos ellos es igual pero tienen una diferencia de fase de 120 º entre sí. Tales sistemas trifásicos tienen las siguientes ventajas sobre los sistemas monofásicos:

1.- La producción de las máquinas trifásicas es siempre mayor que las de las máquinas monofásicas del mismo tamaño, aproximadamente 1,5 más. Así para un tamaño y voltaje dado un alternador trifásico ocupa menos espacio y es menos costoso también que los monofásicos del mismo tamaño.

2.- Para una transmisión y distribución, los sistemas trifásicos necesitan menos cobre o menos material conductor que un sistema monofásico simple dado en voltio amperios y voltaje por lo que la transmisión es mucho más económica.

3.- Es posible producir campos magnéticos rotatorios con bobinados estacionarios usando el sistema trifásico. Por ello los motores trifásicos son de autoarranque.

4.- En un sistema monofásico, la potencia instantánea es una función del tiempo y fluctúa w.r.t. veces Esta fluctuación de potencia causa vibraciones considerables en los motores monofásicos. Por ello el rendimiento de los sistemas monofásicos es pobre. Sin embargo, la potencia instantánea en los sistemas trifásicos es constante.

5.- Los sistemas trifásicos dan una salida estable.

6.- Una alimentación monofásica puede obtenerse de los circuitos trifásicos pero trifásica no puede obtenerse de un motor monofásico.

7.- El factor de potencia de los motores monofásicos es pobre en relación a los motores trifásicos equivalentes.

8.- Para máquinas convertidoras como los rectificadores, el voltaje de salida en corriente continua es más uniforme si el número de fases se incrementa.

En los sistemas monofásicos, dos conductores son suficientes para transmitir el voltaje a la carga, es decir, fase y neutro. Pero en caso de sistemas trifásicos, dos extremos de cada fase, es decir, R1 – R2, Y1 – Y2, y B1 – B2 están disponibles para suministrar el voltaje a la carga. Si todos los seis terminales se usan independientemente para suministrar voltaje a la carga como mostramos en la figura se requieren seis conductores y será demasiado costoso.

4.0 Conexiones en delta y estrella

4.1 Conexión Delta

La conexión delta está formada conectando un extremo del devanado para comenzar en el extremo del otro y las conexiones continúan para formar un bucle cerrado. Los terminales de alimentación son tomados de los tres puntos de unión. La conexión delta es mostrada en la siguiente figura:

La conexión en delta es una conexión muy usada debido a la carencia del neutro lo cual permite poner o quitar cargas en una sola fase.

4.1.1 Características

• A los voltajes medidos entre dos líneas cualesquiera se les conoce como voltajes de línea.

• El voltaje de línea es también el voltaje de fase; porque todo el voltaje de línea se aplica a cada carga.

• Cuando se desconecta alguna de las fases se afecta a dos cargas; dos de los voltajes se reducen a la mitad

• La corriente que demanda cada carga es menor a la corriente de línea.

• Las cargas conectadas en delta reciben mayor voltaje que las cargas conectadas en estrella.

4.2 Conexión en estrella

La conexión en estrella está formada conectando entre sí los terminales de comienzo y finalización. Los extremos R1 – Y1 – B1 se conectan entre sí y los extremos R2 – Y2 – B2 se conectan entre sí. Este punto común es llamado punto neutral. Los tres extremos restantes se llevan para propósitos de conexión. Estos extremos a los que las cargas se conectan son generalmente referidos como R – Y – B.

La conexión de estrella se muestra en la siguiente figura:

4.2.1 Características

• En el punto de unión de las tres líneas los, voltajes se anulan, produciendo un potencial de cero voltios; a este punto se le conoce como punto neutro.

• A los voltajes medidos entre dos líneas cualesquiera se les conoce como voltajes de línea.

• A los voltajes medidos entre una línea cualesquiera y el neutro se le conoce como voltajes de fase o voltaje en la carga.

• Cuando se desconecta alguna de las fases, solamente se afecta a la carga que esa línea esta alimentando.

• La corriente que demanda la línea, es también la corriente que consume la carga

5.0 Conclusiones

En un circuito trifásico es importante colocar un totalizador para cada una de las fases.

Para realizar una instalación eléctrica trifásica es necesario hacer el balanceo descargas.

En este circuito es mucho más importante contar con polo a tierra para todo el circuito por su mayor complejidad que en un circuito que sea monofásico. Tiene una mayor producción

Edy Gael García Vázquez

Durante el desarrollo de esta investigación aprendimos que un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alterna. Los generadores que se utilizan en centrales eléctricas son trifásicos. Los sistemas trifásicos se usan mucho en industrias, donde las máquinas funcionan con motores para esta tensión, este sistema tiene varias ventajas como son la economía de las líneas de transporte de energía y de los transformadores utilizados, así como su rendimiento, más en motores, a los que la línea trifásica alimenta con potencia y no tiene problemas en cuanto a la alimentación de estos. Jesús Noé García Pérez

Aprendimos que la conexión delta-estrella es de las más empleadas y se utiliza en los sistemas de potencia para elevar voltajes. Esta conexión se usa con frecuencia para alimentar cargas trifásicas grandes de un sistema trifásico de alimentación conectado en estrella pero tiene la dificultad de que para alimentar cargas monofásicas y trifásicas en forma paralela, no tiene el neutro.

Mateo Jerónimo García

Aprendimos cuales son las ventajas de un sistema trifásico sabemos que un trifásico es más económico que un sistema monofásico, al igual aprendimos a diferenciar las conexiones de estrella y delta conocemos las características que tienen los sistemas trifásicos y los sistemas monofásicos. Edith Lorenzo Esteban

La generación, transmisión y distribución de energía eléctrica se efectúa a través de

sistemas trifásicos de corriente alterna. Una de las ventajas que se obtienen en los sistemas trifásicos con respecto a los monofásicos son:

• Ahorro de materiales en equipos, líneas de transmisión y distribución.

Maximino Olmedo Cruz

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