Circuitos polifásicos parte 1
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CIRCUITOS POLIFÁSICOS
Elaboró: Ing. Israel Magaña
Objetivo
● Al finalizar el estudiante podrá familiarizarse con los sistemas con fuentes trifásicas conectadas tanto en Y como en Δ
● Aprenderá a diferenciar entre un sistema monofásico y un trifásico
Diferencia entre circuitos monofásicos y polifásicos
Circuitos monofásicos
● Misma magnitud Vp, y fase Ø
Circuito polifásico
● Se les conoce de esta manera sí operan en la misma magnitud pero en diferente fase
Humanos que se exceden del uso de la palabra polifásico
Sistema bifásico de 3 conductores
Sistema trifásico 4 conductores
Los sistemas trifásicos son importantes:
● Casí toda la potencia eléctrica que se genera y distribuye es en forma trifásica.
● La frecuencia del sistema es a 60Hz (ω=377 rad/s)● La potencia instantánea puede ser constante, esto
ayuda a una mejor transmisión uniforme y menor vibración.
● El sistema trifásico es más económico que el monofásico, la cantidad de alambre conductor es menor.
¿Quien es el culpable?
Fuentes trifásicas
● Son producidas a través de un generador trifásico de C.A.
● Esta constituido por 3 bobinas● a-a', b-b' y c-c' ● Están separadas 120°● Misma magnitud● Puede considerarse como
3 fuentes monofásicas desfasadas
Como se conectan
● Un sistema de fuentes trifásico equivale a tres circuitos monofásicos.
● Las fuentes de tensión pueden conectarse en estrella o en delta
Tensión de fase
● Las tensiones Van, Vbn y Vcn se encuentran respectivamente entre las líneas a, b y c y la línea neutra n.
● Si las fuentes de tensión tienen la misma amplitud y frecuencia y están desfasadas 120° entre sí, se dice que las tensiones están balanceadas
Secuencias
● Existen dos tipos de secuencias:– Secuencia positiva
– Secuencia negativa
● Esto debido a que se encuentra desfasado 120° entre sí.
●
Secuencia negativa
Secuencia positiva
Ejercicio
● Determine el resultado de la suma fasorial de la secuencia positiva de cada fase Van,Vbn y Vcn.
● Se puede decir que la secuencia de fases se concibe como el orden en que las tensiones de fase llegan a sus valores pico (o máximos) respecto al tiempo.
● Se tienen entonces dos secuencias abc y acb
Ejercicio
● Se tiene un conjunto de tensiones pero se desconoce su secuencia sí es positiva o negativa.
● Determine la secuencias de fases de las siguientes tensiones:
Solución
● Exprese en forma fasorial las componentes Senoidales.
●
Solución
● Observese que Van se esta adelantado a Vcn en 120°
● También se observa que Vcn se adelanta a Vbn en 120°
● Por lo que se puede deducir que se tiene una secuencia acb o secuencia negativa.
Cargas trifásicas
Configuraciones de cargas trifásicas
● Conexión en Delta● Conexión en Estrella
Cargas Balanceadas
Las cargas balanceadas son aquellas en que las impedancias de las fases son iguales en
magnitud y fase.
Cargas trifásicas
● Carga Balanceada conectada en estrella
● Carga trifásica balanceada conectada en delta
Tip escolar:Una carga conectada en estrella puede
transformarse en delta y viceversa.
Elementos vistos hasta ahora
● Fuentes trifásicas ● Cargas trifásicas
Puesto que ambas fuentes y cargas son conectadas en Y o Δ se tiene 4 configuraciones
● Conexión Y-Y ● Conexión Y-Δ
● Conexión Δ-Δ● Conexión Δ-Y
CONEXIÓN Y-Y BALANCEADA
Un sistema Y-Y balanceado es un sistema trifásico con fuente balanceada conectada en Y y
carga balanceada conectada en Y.
Conexión Y-Y
● Aunque la impedancia ZY es la impedancia de
carga total por fase.● se concibe la sumatoria de las impedancias de la fuente como Z
s, la impedancia de línea Z
l y la
impedancia de carga de cada fase como ZL .
Pero...
● Zs y Zl suelen ser muy reducidas en comparación con ZL
● De modo que para fines de nuestro interés asignaremos ZL = ZY.
● A menos que el ejercicio indique lo contrario.
Conexión Y-Y Simplificada
Que podemos identificar en este circuito
Tensiones
● Se posee tensión de línea a línea (de línea)
● Vab , Vbc , Vca
● Estas tienen relación con el voltaje de fase– Ejemplo
● Vab= Van+Vnb = Vp ∟0° - Vp ∟-120°●
Nota: observe que las tensiones de faseSe adelantan respecto a las tensiones deFase en 30°
Diagrama fasorial que ilustra el adelanto por 30°
Magnitud de VL
● donde|
Corrientes por línea
● Se observa que circula Ia , Ib e Ic
● Aplicando LKT
Corrientes por línea
● Mientras que la corriente de línea es la corriente en cada línea, la corriente de fase es la corriente en cada fase de la fuente de la carga.
● En la conexión YY la corriente de línea es igual a la corriente de fase.
Neutro
Neutro
● Los cálculos anteriores quieren decir que la tensión en el conductor neutro es cero para cargas BALANCEADAS
Ejercicio
● Realice el cálculo de las corrientes de línea para el sistema YY de tres conductores de la siguiente figura.
Solución
● Observe que el circuito esta balanceado y las impedancias en cada rama del circuito es la misma.
Plt.●
Secuencia
● La secuencia es positiva porque a se adelanta a b en 120°
Corriente de linea
● Para Van se obtiene una Ia
●
Corriente de línea
Ejercicio
Referencias
● Fundamentos de circuitos eléctricos– Autores: Alexander & Sadiku
– 3ed.
● Multimedia Didáctico para la enseñanza de sistemas trifásicos en AC de la materia de electrotécnia.– Autores: Castelli C. José y Lameda M, Lexy.
– Trabado especial de grado.