SISTEMAS POLIFÁSICOS

SISTEMAS POLIFÁSICOS

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................................. 3

2. GENERACIÓN DE UN SISTEMA ENEFÁSICO DE TENSIONES EQUILIBRADAS ................................................. 3

3. NOCIÓN DE FASE Y SECUENCIA DE FASES ................................................................................................... 7

4. CONEXIÓN DE FUENTES EN ESTRELLA Y EN POLÍGONO .............................................................................. 9

5. TENSIÓN SIMPLE, DE FASE Y TENSIÓN DE LÍNEA. INTENSIDADES DE FASE Y DE LÍNEA. RELACIONES

ENTRE LAS MISMAS EN LOS SISTEMAS EQUILIBRADOS .................................................................................... 10

Ejemplo 1. .......................................................................................................................................................... 14

6. ANÁLISIS DE SISTEMAS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS. CÁLCULO DE LOS MISMOS POR REDUCCIÓN A UN

PROBLEMA MONOFÁSICO ................................................................................................................................... 16

Conexión estrella-estrella ................................................................................................................................... 16

Conexión triángulo-triángulo ............................................................................................................................. 19

Conexiones estrella-triángulo y triángulo-estrella .............................................................................................. 21

7. ANÁLISIS DE SISTEMAS DESEQUILIBRADOS ................................................................................................. 22

Teorema de Millman .......................................................................................................................................... 22

CONEXIÓN Y-Y ................................................................................................................................................... 23

VARIAS CARGAS CONECTADAS EN PARALELO.................................................................................................... 24

CONOCIDAS LAS TENSIONES EN LOS BORNES ..................................................................................................... 24

8. POTENCIA EN LOS SISTEMAS TRIFÁSICOS EQUILIBRADOS ......................................................................... 25

Comparación de los sistemas trifásicos equilibrados con los monofásicos ........................................................ 26

Ejemplo 2 ........................................................................................................................................................... 29

9. MEDIDA DE POTENCIA EN SISTEMAS TRIFÁSICOS ........................................................................................ 34

Sistemas polifásicos 2 de 38

Sistemas con hilo neutro ..................................................................................................................................... 34

Sistemas sin hilo neutro ...................................................................................................................................... 34

10. EJERCICIOS .................................................................................................................................................. 37

Sistemas polifásicos 3 de 38

1. INTRODUCCIÓN

Hoy en día se utilizan, de forma casi generalizada, consumos en energía eléctrica en forma de

corriente alterna C.A., en los sistemas de potencia.

Esto ha obligado a desarrollar técnicas de generación, transporte y consumo mucho más eficaces y

rentables. El transporte y la generación se puede realizar en C.A. monofásica, trifásica o polifásica, el

consumo exactamente igual.

El que se realice tanto el transporte como la generación en C.A. trifásica se debe a que presenta una

serie de ventajas respecto al monofásico, como veremos en el capítulo.

Los sistemas polifásicos, en general, quedan determinados por:

-Tensión.

-Número de fases o circuitos monofásicos que lo constituyen,

-Ángulo de desfase que lo caracteriza, siendo:

2 360º

;

m m

j = p j =

donde m es el número de fases.

Si las tensiones y corrientes son iguales así como el ángulo j entre fases, el sistema es equilibrado, en

caso contrario el sistema es desequilibrado.

En 1888 Ferraris descubrió que se podía generar un campo magnético giratorio con dos a más

corrientes alternas fuera de fase, y esta es otra de las grandes ventajas de los sistemas polifásicos frente a los

monofásicos.

De los sistemas polifásicos el más utilizado es el trifásico.

2. GENERACIÓN DE UN SISTEMA ENEFÁSICO DE TENSIONES

EQUILIBRADAS

Si una espira rígida gira con una velocidad w constante en el seno de un campo magnético uniforme,

se genera en la misma una tensión senoidal debido a que el flujo que la atraviesa tiene una variación senoidal

en el tiempo. Igualmente se logra esa tensión permaneciendo fija la espira y girando los polos con velocidad

angular constante w. Por diversas razones, en cuyo estudio no nos detenemos ahora, este último procedimiento

es el que se utiliza en la práctica.

Sistemas polifásicos 4 de 38

figura 1

En la figura 1 se representa un generador de tensión alterna, que consta de un rotor, formado por un

electroimán de cuatro polos salientes, dos norte y dos sur, dispuestos alternativamente de forma tal que

producen una distribución senoidal del flujo magnético a lo largo del entrehierro, y de un estator, donde se

alojan los lados activos de unas bobinas cuyas secciones transversales se representan convencionalmente por

un solo conductor. Una bobina abarca el arco entre dos polos consecutivos. El lado conectado al terminal de

entrada, esto es, al extremo de polaridad de referencia positiva, le designamos con la letra A y el conectado al

terminal de salida le designamos con la letra X. Suponemos que los lados de las bobinas se cierran por la parte

posterior del plano, conexión que al solo efecto de que quede representada dibujamos fuera del estator, y que

en la parte anterior están los terminales extremos. En esta figura se representan, pues, dos bobinas, una la Al -

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