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.