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7/21/2019 Clase 11 y 13. Sistemas trifásicosc.pdf

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Sistemas Trifásicos

Clase 10



Configuración de los sistemas trifásicos

C.A.

•

Los sistemas trifásicos usan tres o cuatro hilos•Tres fases: 1,2,3

•Un neutro: 0

•Tensiones de fase o tensiones simples (Vs): V10, V20, V30

•Tensiones entre fases o tensiones compuestas (Vc): V12, V23, V31

•Vc =√3 . Vs



Ventajas de los sistema trifásicos

•

Aparecen dos tensiones en la misma línea

•Los motores trifásicos arrancan mejor que los monofásicos, trendimiento 50% mayor y tienen mejor factor de potencia

•Los sistemas trifásicos consiguen reducir a las ¾ partes el pes

conductores para la misma tensión y potencia



Generación en un sistema de C.A. trifás

•

En un generador trifásico sehacen girar tres espiras en torno aun eje común en el seno de uncampo magnético

•Cada espira está ubicada a 120º

una de otra

•Al moverse cada espira en elcampo magnético se induce encada una de ellas una f.e.m.senoidal del mismo valor eficaz y

frecuencia

•Generador trifásico el




•

Como cada espira esta situada120º con respecto a la otra lasf.e.m. inducidas estarándesfasadas 120º

•El valor instantáneo de cada una

de estas f.e.m. está dada por:

•e1 = Emax . sen wt

•e2 = Emax . sen (wt – 120º)

•e3 = Emax . sen (wt – 240º)

•e1 + e2 + e3 = 0




•En los generadores modernos las tres bobinas sesitúan en el estator para evitar el uso de anilloscolectores

•En el rotor se sitúa un potente electroimán queal rotar corta los conductores de las bobinas

•Las tensiones generadas son del orden de los 10

a 20 KV

•Las corrientes alcanzan cientos de amperios

•De las tres bobinas se consiguen seis terminales




•Existen dos formas de conexión

de estas bobinas•Conexión en estrella

•Conexión en triangulo

•La conexión en estrella es la mas

usada por que permite el uso delconductor neutro y de esta formael uso de dos tensiones diferentes

•El neutro se conecta a tierra juntocon el chasis del alternador para

seguridad eléctrica




•Conexión del alternador en

estrella

•Se unen los tres terminales libres de lasbobinas a un punto común, formando elconductor neutro (0)

•

Los otros tres terminales de las bobinasforman los conductores de cada una delas fases del sistema trifásico (1) (2) (3)

•Se han conectado al alternador trescargas inductivas conectadas en estrella

Z1, Z2 y Z3

•Tensiones y corrie

conexión del alternestrella




•Tensiones y corrientes en la conexióndel alternador en estrella

•Tensiones simples o de fase (Vs): cada bobina delalternador trifásico se compara como un generadormonofásico. V10, V20, V30

•Intensidades de línea (IL): Las tensiones simples aplicadas alas cargas hacen que aparezca una corriente en cadareceptor de línea I1, I2, I3. La corriente del neutro es lasuma de estas corrientes de línea IN = I1 + I2 + I3 = 0cuando las cargas son todas iguales (están equilibradas)

•Tensiones compuestas (Vs): son las tensiones que aparecenentre cada una de las fases V12, V23, V31

•V10 – V12 – V20 = 0 V12 = V10 – V20

•V20 – V23 – V30 = 0 V23 = V20 – V30

•V10 + V31 – V30 = 0 V31 = V30 – V10

•Tensiones y corrient

conexión del alternaestrella




•Relaciones de fase•Las tensiones simples están desfasadas

120º entre si

•Las tensiones compuestas están desfasadas120º entre si

•Las tensiones simples están desfasadas 30ºcon respecto a las respectivas tensionescompuestas

•cos 30º = (V12 /2)/V10

•V12 = 2 V10 cos 30º

•V12 = 2 V10 √3/2

•V12 = V10 √3

•Vc = √3 Vs

•Diagrama vectorial con tensiones simples, compcorrientes de línea



Conexión de receptores

•

En un sistema trifásico se pueden conectar cargas trifásicas ymonofásicas:

•Cargas trifásicas en estrella

•Cargas trifásicas en triangulo

•Cargas monofásicas

•Se debe procurar que las cargas conectadas estén equilibradacual cuando se conectan cargas monofásicas estas se deben rpor igual entre las fases




•Carga equilibrada en estrella •Cargas equilibrada

estrella




•Potencia de sistemas trifásicos

•

La potencia de la carga es la suma de laspotencia de cada una de las tres cargasmonofásicas

•En un sistema equilibrado las tensiones simples,

corrientes de fase y los factores de potencia soniguales

•

Para la potencia rprocedimiento semismo, cumpliénd



Ejemplo




•Carga equilibrada en triangulo

•Al conectar las cargas en triangulo estásquedan sometidas a las tensionescompuestas y aparecen en cada carga lascorrientes de fase I12, I23 e I31

•

Como el sistema está equilibrado:

•Carga equilibrad

triangulo




•Carga equilibrada en triangulo

•En las líneas que alimentan las cargasaparecen otras tres corrientes compuestaso de línea IL: I1, I2, I3

•Carga equilibrad

triangulo




•Potencia de sistemas trifásicos

•La potencia de la carga es la suma de laspotencia de cada una de las tres cargasmonofásicas

•En un sistema equilibrado las tensionescompuestas, corrientes de fase y línea, y losfactores de potencia son iguales

•

Para la potencia rprocedimiento semismo, cumpliénd



Ejemplo




•Un motor trifásico puede funcionar a dos tensiones diferente

•Cuando se conecta en triangulo la tensión en cada bobina es igual a la tentre fases Vc

•Cuando se conecta en triangulo las bobinas quedaran sometidas a una simple Vs

•Si en motor trifásico está diseñado para funcionar a 220V

•Al conectarlo en triangulo la tensión en cada bobina será de 220V

•Al conectarlo en estrella se puede conectar a una red de 380 V ya que lla bobinas es 380 V/√3 = 220 V



Rendimiento de un motor eléctrico

•Un motor eléctrico toma potencia eléctrica de la red y la convierte en potencia mecánica, sin ede la potencia tomada de la red se pierde en forma de calor por efecto de la resistencia eléctricconductores de las bobinas, también por efecto del rozamiento de los ejes y rodamientos, y por

histéresis y corrientes parasitas en el circuito magnético.

•El rendimiento del motor está dado por el porcentaje de relación entre la potencia tomada de potencia útil o mecánica que entrega el motor

•n = Pu/P x 100; Pp = P – Pu

•Pp = Potencia perdida

•Pu = Potencia mecánica útil,

•P = Potencia eléctrica tomada de la red

•Si se tiene un motor de 5 CV con un rendimiento de 85%, entonces la potencia eléctrica absorbmotor de la red es:

•P = Pu/n = (5 CV x 736 W/CV)/(85) x 100 P = 4239



Corrección del factor de potencia

●En los sistemas trifásicos la corrección del factor de potenciaconectando un banco de condensadores en estrella o en triancapacitancia se calcula mediante el mismo procedimiento usacircuitos monofásicos



Instalaciones trifásicas de varios recepto



Solución



Caída de tensión en las líneas trifásicas

l



Ejemplo



Ejercicio

T



Tarea

●Estudiar las paginas 316 a 358 del libro guía se deja copia en fotocopiadora

●Realizar los siguientes ejercicios de las páginas 354 a 358:

4.52, 4.54, 4.56, 4.58, 4.60, 4.62, 4.64, 4.66, 4.68, 4.70, 4



Gracias

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