Circuitos Trifasicos
- 1. MAGAZINE CIRCUITOS DIGITALES II Circuitos Eléctrico II Mayo 2015 Alumno; Cordero Ricardo CI: 24001557
- 2. Fundamentos teóricos de los Sistemas Trifásicos Sistema Trifasicos 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. Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente. 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.
- 3. Utilización de los sistemas trifasicos Hoy en día se utilizan sistemas trifásicos para producir y distribuir la energía eléctrica. Esto presenta varias ventajas. La primera ventaja y, quizás la más significativa, es el ahorro que se obtiene al distribuir la energía eléctrica bajo un sistema trifásico. En un sistema trifásico tenemos dos tipos de tensiones diferentes, las tensiones de fases y las tensiones de líneas. Las tensiones de fases son las tensiones que existen entre cada fase y el neutro y, se denominan U10, U20 y U30, como se puede observar en el siguiente gráfico: Las tensiones de línea son aquellas tensiones que existen entre diferentes fases. Estas tensiones se denominan U12, U23 y U31, como se puede observar en siguiente dibujo: Como podréis imaginar, existe diferencias entre las tensiones de fases y las tensiones de línea. Las tensiones de líneas normalmente son √3 más elevadas que las tensiones de fases. Todo dependerá de como este conectado el generador. Puede estar conectado en estrella o en triágulo.
- 4. Conceptos relacionados con el Sistema Trifásicos • En un sistema trifásico tenemos que tener claro ciertos conceptos y, además cada concepto tiene que ser interpretado según su contexto: • Fases o líneas de fase. Cuando se utiliza esta expresión es que nos estamos refiriendo a los tres conductores que conforman la línea o el tendido trifásico. • Tensión o voltaje de línea. Nos referimos a la tensión que hay entre dos fases. • Tensión o voltaje de fase.Nos referimos a la tensión que hay entre una fase y el neutro o la masa/tierra. • Voltaje trifásico. Nos referimos a la tensión de línea. • Sistema desequilibrado o desbalanceado. También podemos encontrar esta misma expresión expresada de otras maneras: corrientes desequilibradas o desbalanceadas, fases desequilibradas o desbalanceadas,etc. Cuando encontremos una expresión de este estilo quiere decir que no hay 120° de desplazamiento entre las diferentes señales senoidales de fases y puede ser un serio problema porque estaremos cargando a una fase más que a otras. • Transformador de desplazamiento fase. Es un aparato o máquina eléctrica capaz de desplazar las fases. Se rige bajo el principio del transformador. • La secuencia de fases. Nos referimos al orden en que están colocadas las fases. Es importante conocer la secuencia de fases porque de ello dependerá el sentido de giro de un motor, por ejemplo.
- 5. Generador Trifasico Una forma de producir un sistema de corriente trifásica es con un alternador o generador de tres bobinas, como el de la figura: Las tres bobinas se encuentran soportadas en el estartor, mientras que el rotor esta imantado o lleva un electroimán para que genere el campo magnético y es la parte móvil del alternador. En los alternadores antiguos sucedía al revés, es decir, las bobinas se encontraban en el rotor y eran la parte móvil, esto tenía un inconveniente y es que se necesitaba un complejo sistema de colectores y escobillas para poder recoger las tensiones producidas. Los alternadores modernos, con las bobinas soportadas en el estartor son más económicos y fiables que los alternadores antiguos. Los alternadores cuyo rotor lleva un electroimán, son alimentados con una fuente de corriente continua para activar el electroimán y poder generar el campo magnético. Como se puede observar en el dibujo, del alternador de arriba, la distancia entre los centros de las bobinas es de 120°, gracias a ello tenemos tres señales alternas diferentes y distanciadas entre si 120°, como se puede ver en el siguiente dibujo:
- 6. Ahora bien, de cada bobina, dibujo del alternador, se obtienen dos cables (no esta representado en el dibujo). Esto es útil saberlo porque un alternador lo podemos conectar en estrella o en triángulo. Pero, también hay que decir, que no tiene mucho sentido conectarlo en triángulo si lo que deseamos es utilizar un neutro. De hecho, lo más habitual es conectarlo en estrella. Ahora bien, el generador trifásico se puede conectar de tres maneras diferentes: en estrella, en triángulo o con cada bobina de forma independiente. Como se puede observar en el dibujo, tenemos un alternador conectado de forma independiente, es decir, cada bobina del alternador o generador se comporta como un generador monofásico. Con este sistema tenemos un sistema trifásico de 6 conductores. En el supuesto que las resistencias o cargas sean iguales, tendremos que las tensiones estarán en fase con sus intensidades respectivas, y que habrá 120° de desfase entre las tensiones o intensidades.
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- 9. Conexiones del Generador y la Carga Trifásica Conexión de estrella equilibrada Como podemos observar en el dibujo, tenemos representadas todas las tensiones posibles de un sistema trifásico, las tensiones de fases y las tres tensiones de línea. Las tensiones de fase son: U1n, U2n, U3n, Un1, Un2 y Un3. Mientras que las tensiones de línea son: U12, U23 y U31.De este modo podemos ver que tenemos tres mallas diferentes. Si las analizamos y aplicamos la segunda ley de Kirchhoff obtendremos las siguientes relaciones entre las tensiones de línea y de fase: Entre U10 y U20: Entre U20 y U30: Entre U10 y U30: Con la ayuda de la representación de los fasores correspondientes a este circuito lo veremos mejor:
- 10. podremos realizar el cálculo que relaciona las tensiones de fase con las tensiones de línea,para ello vamos a coger la siguiente relación entre tensiones: aplicando nuestros conocimientos de trigonometría y un poco de cálculo: lo cual, de un modo más general tenemos que la relación entre tensiones de fase y de línea es: lo cual, de un modo más general tenemos que la relación entre tensiones de fase y de línea es:
- 11. Conexión en Triángulo Equilibrado En un sistema trifásico con una conexión en triángulo tenemos que las intensidades que aparecen entre las impedancias o resistencias se encuentran en fase con las respectivas tensiones de esas resistencias. Pero asimismo, existe un desfase de 120° entre estas intensidades. Lo mismo sucede con las tensiones, es decir, hay un desfase de 120°. Así tenemos, y para entendernos mejor, que las intensidades de fase: I12, I23 e I31 se encuentran en fase con sus respectivas tensiones, que son las generadas en cada línea:U12, U23 y U31. Además, tenemos otras tres intensidades de línea: I1, I2 e I3 , a las cuales, si les aplicamos la ley de Kirchhoff, tendremos la siguiente relación entre intensidades de línea y fase: El diagrama fasorial de las intensidades y su correspondencia lo podemos ver en el siguiente dibujo, que seguro nos aclarará los conceptos: Como podemos observar en el diagrama fasorial, entre las intensidades:I1, I2 e I3 existe un desfase de 120°, lo mismo que sucede con las tres intensidades que atraviesan a las resistencias. Sin embargo, entre las intensidades:I1, I2 e I3 y las intensidades:I12, I23 e I31 existe un desfase de 30°. Esto lo vamos a aprovechar para emplear nuestros conocimientos de trigonometría y saber con exactitud la correspondecia existente entre las intensidades de fase y las intensidades de línea.
- 12. Cálculos: corriente, voltaje, potencias El concepto de potencia activa, factor de potencia,...etc, vistos en el tema anterior, no sufren ninguna alteración por tratarse de un sistema trifásico. Es obvio por otra parte que un sistema trifásico consumirá el triple de potencia que uno monofásico de las mismas características. No obstante, las fórmulas trifásicas más utilizadas en electrotecnia son las siguientes: donde: P: potencia activa en (W). cosφ: factor de potencia. VL: tensión de línea de la red trifásica. IL: corriente de línea absorbida por la carga trifásica. Si trabajamos con tensión y corriente de línea, estas fórmulas son aplicables tanto a la conexión estrella como al triángulo. Ejemplo Un compresor trifásico de 500 (Kw) conectado a una de red de 400 (V) trabaja con fdp 0,85. ¿Qué corriente absorbe de la red? Solución: Con la fórmula de la potencia activa. !!!! Cuando en trifásico se da un dato de tensión o corriente sin especificar nada más, se trata de una tensión o corriente DE LÍNEA.
- 13. Corrientes absorvidas Tanto para una carga en estrella como en triángulo se definen corrientes de fase y corrientes de línea. La definición de ambos tipos de corriente es la misma para ambas conexiones: - Corrientes de línea: son las que circulan hacia la carga por cada uno de los conductores de la red trifásica. Las llamaremos IR, IS,IT. - Corrientes de fase: son las que circulan por cada impedancia de la carga trifásica. Para entender convenientemente las corrientes de línea y fase, las tendremos que analizar por separado en una carga en estrella y en triángulo. Carga en estrella Puedes ver el valor de la intensidad de línea y de fase en una red de 400 V, en el caso de impedancias por fase de 10, 23 y 46 Ω. (Ponte encima del valor de la impedancia que puedes ver la parte inferior) Voltajes de línea y voltajes de fase Como regla general, cualquier magnitud referida al neutro se denomina “cantidad de fase”, mientras que un valor medido entre una fase y otra se denomina “cantidad de línea”. La relación entre el voltaje de fase y el voltaje de línea se obtiene a partir del análisis fasorial, aplicando el teorema del coseno: a2 = b2 + c2 – 2*a*c*Coseno(ángulo entre b y c) El módulo de VLL vale, considerando que el módulo de VA, VB y VC son iguales y el ángulo entre ellos es de 120o : VLL2 = VA2 + VA2 - 2 VAVA * Coseno(120o) = 2*VA2 - 2*VA2*(-1/2) = 3*VA2 VLL=√3∗VA Dependiendo de como se haga la medición del voltaje de línea VAB o VBA, se produce un corrimiento de fase de 30o con respecto al voltaje fase-neutro. Ya que un sistema trifásico es, en esencia, tres sistemas monofásicos en paralelo, sin acople o influencia circuital entre ellos, usualmente se reduce toda la representación a un diagrama que tiene un solo conductor, llamado
- 14. Ejemplos 1 - Un circuito trifásico conectado en delta- delta Y. Tiene una fuente con un voltaje de línea de 208v tiene una impedancia de línea de 2 oms. La parte de la carga tiene una impedancia en delta de (12-j15) conectada en paralelo con una impedancia Y de (4+j6). Encontrar la corriente de IaA Lo primero que hacemos es poner en Y la impedancia en delta y ponerla en paralelo con la impedancia en Y. Después ponemos el voltaje VAB en Van después calculamos las 3 corrientes del circuito monofásico, y solo la corriente que pasa por las fuente (I1) es la que nos piden. Resolvemos el sistema de ecuaciones. el resultado de corriente I1 es:
- 15. esquema del circuito eléctrico co nciado. os vendrán dadas por: WR=UL IL cos!↑URT IR 2 - Un sistema trifásico trifilar de 240 V y secuencia RST, alimenta una carga trifásica equilibrada conectada en triángulo, formado por impedancias de valor 20 ∠ 80o Ω. Hallar la lectura de dos vatímetros dispuestos en las líneas R y S con sus bobinas de tensión conectadas según el método de Aron. SOLUCIÓN: En la figura se muestra el rrespondiente a los datos proporcionados en el enu La lectura de los vatímetr WS =UL IL cos!↑UST IS Por tanto, habrá que calcular las corrientes de línea, en módulo (valor eficaz) y en argumento, para lo cual se habrán de obtener, en primer lugar, las corrientes de fase. Así se tiene que: IRS= URS 20 ∠ 80 ° =240 ∠ 120 °=12 ∠ 40 °A 20 ∠ 80 ° = 240 ∠ 0 ° = 12 ∠ - 80 ° A I ST = U ST 20∠80° 20∠80°
- 16. 3-Tenemos un motor trifásico con sus tres bobinas conectadas en triángulo. Se ha conectado a una red con una tensión de 400 V y desarrolla una potencia de 20 KW con un FP de 0.8. Como conocemos la potencia activa y el FP, usaremos su fórmula para calcular la intensidad: Para calcular la potencia reactiva necesitamos el valor de φ, Ahora es fácil calcular la potencia reactiva: En cuanto a la potencia aparente: Normalmente, la potencia se suele expresar en función de las tensiones e intensidades de línea, en ese caso, quedaría:
- 17. "ENTRETENIMIENTO" Se trata de encontrar las palabras de la lista de la sopa de letra. Una vez encontrada, sólo hay que marcarla dentro de la sopa de letra y dicha palabra desaparecerá de la lista de la derecha.
- 18. Sudoku
- 19. "Publicidad"
- 20. también forman parte de las tendencias para el otoño-invierno colores que más triunfan son el rojo, el toffe, el azul klein, blanco y el rosa. Hoy os traemos las prendas más interesantes y en versión low-cost en color rojo, un tono perfecto ahora que se acerca la Navidad. 2014/2015. Los Toda mujer debería tener un vestido rojo en el armario. Según el diseño de vestido que elijas le darás un aire u otro. Si optas por un vestido rojo ajustado respirarás sex-appel por los cuatro costados y si es con vuelo en color rojo el toque lady lo tienes asegurado se sigue alzando como una de las apuestas sport y preppy más atractivas del panorama estilístico actual. 27 años estando al mando del propio Thomas Jacob Hilfiger, el cual ha sido nombrado varias veces como uno de los cuatro diseñadores americanos más relevantes junto a Ralph Lauren, Perry Ellis, Calvin Klein, es una mezcla entre el estilo clásico a la hora de vestir y el toque fresco y juvenil que solo el estilo urban deportivo consigue transmitir. Para este lookbook de temporada el patrón es el mismo: prendas más frescas y juveniles en las que predomina el estilo sporty, si bien la elegancia en el tallaje, en las formas, en la paleta cromática y en las combinaciones no desaparece nunca. Tendencia low-cost Otoño-Invierno 2014/2015: rojo pasión a todas horasHay tantas tendencias cada temporada que es complicado elegir una favorita. Los colores
- 21. Horóscopo Aries: Llegó el momento de sanar heridas y transformar tu vida para siempre. Prepárate para ejercer liderazgos y obtener el tan anhelado ascenso. Tauro: En esta semana tu energía se duplica y también tus ingresos. Aprovecha para reinventarte y cambiar tu imagen.Atrévete a hacer lo que nunca antes Géminis: Saturno en Libra beneficiando a tu signo te llevará a establecerte en proyectos artísticos. Una dieta nutritiva te hará perder esos kilos. Cáncer: Con la Luna en Tauro del 13 de diciembre tendrás excelentes oportunidades para aumentar tus ingresos e invertir en la compra de un inmueble. Aprovecha tu suerte y consagra tus deseos al cosmos para que se hagan realidad. Leo: Mercurio en tu signo te ha conectado con el intelecto. Descubres un excelente libro o ves una película que te impresiona. Un nuevo amor llega a tu vida. Escorpio: Tu vida se en rumba hacia un nuevo proceso en el que la prosperidad, la fama y el bienestar te bendicen. Agradece al Cosmos porque tus sueños se cumplen. Sagitario: La Luna del de diciembre te ayudará a conseguir ese empleo por el que has estado esperando. Viajes al extranjero y nuevas amistades Capricornio: Aprovecha porque con tu regente en el signo de Libra tendrás la oportunidad de consagrar el amor de tu vida. Matrimonio y beneficiosas sociedades. Acuario: Con la Luna del 9 de julio deberás cuidarte de robos. Toma precauciones y maneja con prudencia. Estrés, nuevas amistades y conexiones interesantes.
- 22. Piscis: Con los tensos aspectos de Neptuno mantente alerta en lo que se refiere a tus negocios y comunicaciones. Cuidado con engaños y rob