Corriente Alterna Monofásica Y Trifásica

CORRIENTE ALTERNA MONOFÁSICA Y TRIFÁSICA

En ingeniería eléctrica, 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.

En ingeniería eléctrica 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.

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

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.

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 transformadores utilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con potencia constante y no pulsada, como en el caso de la línea monofásica.

Los generadores utilizados en centrales eléctricas son trifásicos, dado que la conexión a la red eléctrica debe ser trifásica (salvo para centrales de poca potencia). La trifásica se usa mucho en industrias, donde las máquinas funcionan con motores para esta tensión.

Existen dos tipos de conexión; en triángulo y en estrella. En estrella, el neutro es el punto de unión de las fases.

MOTOR MONOFÁSICO DE CORRIENTE ALTERNA Y MOTOR TRIFÁSICO

Introducción

Los motores de corriente alterna son los que tienen mayor uso en la industria y en la vida cotidiana debido a que por ser el tipo de corriente que suministran las compañías suministradoras, son los que mayor demanda tienen. En esta unidad se analizarán las partes principales que componen a un motor de corriente alterna de inducción tipo jaula de ardilla, así mismo se describirá el principio básico de operación, las características de operación, las pérdidas eléctricas que se presentan en la máquina para poder obtener su circuito equivalente, de igual manera se analizarán los tipos de conexiones trifásicos de mayor uso. En la segunda parte se analiza el motor de corriente alterna tipo rotor devanado y los motores monofásicos de corriente alterna para finalmente describir algunas de las aplicaciones principales de este tipo de motores.

Las partes principales del motor de corriente alterna tipo jaula de ardilla son el rotor y el estator.

Estator

Carcasa: Es la estructura que sirve como soporte del motor, por lo general se construye de hierro fundido acero o aluminio, es resistente a la corrosión y en la mayoría de los casos presentan aletas que permiten un enfriamiento mucho más rápido del motor.

Núcleo: El núcleo magnético del estator está compuesto de chapas de acero magnético con tratamiento térmico para reducir al mínimo las pérdidas el hierro.

Devanado: El devanado del estator está compuesto por tres bobinas con iguales características, una por fase formando un sistema trifásico para conectarse a la red de suministro. El material utilizado es cobre.

Rotor

Eje: El eje del motor también conocido como flecha, es el encargado de transmitir la potencia mecánica desarrollada por motor y recibe un tratamiento térmico para evitar problemas con deformación y fatiga.

Núcleo de chapas: Estas tienen las mismas características que las del estator.

Barras y anillos de cortocircuito: estas son fabricadas con aluminio, cobre o bronce y fundidos a presión en una pieza única.

Para que motor gire con menos ruido1 las ranuras y las barras se colocan ligeramente inclinadas respecto al eje del rotor formando hileras simples. Las aletas de los anillos terminales y el ventilador colocado al final del eje sirven para impulsar a través del motor el aire necesario para extraer el calor debido a las pérdidas. El eje gira sobre rodamientos de bola, ocasionalmente sobre cojinetes fricción de modo que entre el rotor y el estator se obtenga un entre hierro relativamente estrecho, de aproximadamente 0.2 a 1 mm [1]-[3].

Principios de los motores monofásicos.

Los motores monofásicos de corriente alterna tienen una construcción idéntica al motor trifásico de inducción, sólo que tienen una gran limitación ya que sólo poseen una fase en el devanado del estator y por lo tanto el campo magnético en estos motores monofásicos no gira, sino únicamente oscila, haciéndose primero más grande y luego más pequeño, pero manteniéndose siempre en la misma dirección.

Esta limitante hace que motor monofásico de inducción no tenga par de arranque propio, y si se hace girar el rotor en cualquier dirección mientras el devanado monofásico este excitado, el motor desarrollará un par en esa dirección.

Existen dos teorías para explicar funcionamiento del motor de inducción monofásico, la teoría del doble campo rotatorio y la teoría del campo cruzado.

De acuerdo con la teoría del doble campo rotatorio, un campo magnético que varía en el tiempo

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