SISTEMAS TRIFSICOSA diferencia de los sistemas monofsicos de CA, que utilizan dos conductores elctricos para su distribucin y consumo, los sistemas trifsicos utilizan tres o cuatro conductores. La caracterstica ms importante de los sistemas trifsicos es que las lneas utilizan tres o cuatro hilos (tres fases ms el neutro) y es por eso que es posible obtener dos tensiones diferentes. Por ejemplo, en la figura 1 se muestra la forma de una lnea de CA trifsica, donde son conectados elementos monofsicos como trifsicos.

Fig. 1: Receptores conectados a una lnea trifsica El hecho de tener dos tensiones en una misma lnea da cierta ventaja porque, por ejemplo, es posible utilizar la tensin ms elevada en el sector industrial y la menos elevada en uso domstico. Por ejemplo, los motores y alternadores trifsicos poseen un mejor rendimiento que los monofsicos, debido a que casi siempre poseen un par de arranque mucho ms elevado y un mayor factor de potencia. Es posible enunciar una serie de ventajas de la CA Trifsica: 1. Transportar una determinada energa a cierta tensin en CA trifsica es ms econmico que transportar CA monofsica, debido al ahorro mayor al 25% en peso de conductores.

2. La potencia instantnea de un sistema trifsico es independiente del tiempo y es constante. Es por ello que, por ejemplo, los rotores de alternadores y motores tengan un par constante, evitando vibraciones y esfuerzos. 3. Los motores trifsicos no necesitan de dispositivos especiales para el arranque, mientras que los de CA monofsica si los requieren. Generacin de la CA Trifsica Para poder generar una CA trifsica se deben de hacer girar tres espiras en torno a un eje comn en el seno de un campo magntico.Tales espiras se encuentran repartidas equitativamente en un ngulo de 120. Cada espira genera una fuerza electromotriz o f.e.m. senoidal del mismo valor y frecuencia. Como cada espira se encuentra a 120 una respecto de la otra, cada una de las fuerzas electromotrices quedan desfasadas 120 elctricos respectivamente, como se ve en la figura 2.

Fig. 2: Diagrama vectorial de las f.e.m. generadas por un alternador trifsico

El alternador trifsico se encarga de la generacin de CA del mismo tipo. Comnmente, en los alternadores trifsicos, las tres bobinas son situadas en el estator. En el rotor de un alternador trifsico se sita un electroimn que genera un campo magntico debido a que es alimentado por CD (corriente continua). En el movimiento de rotacin, el campo magntico corta a los conductores de las tres bobinas de forma consecutiva, induciendo en tales boninas las tres f.e.m. desfasadas entre s por 120 (figura 3).

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Tipos de conexiones en un sistema trifsico

Fig. 3 y 4: Alternador Trifsico con campo magntico inductor mvil. Conexiones de los bobinados de un alternador

De las tres bobinas del alternador se consiguen seis terminales. Por tanto, existen dos formas bsicas de conexin entre las tres bobinas: Conexin en estrella y conexin en tringulo. La forma ms utilizada es la conexin en estrella( figura 4), debido a que permite el uso de un conductor neutro y con l, el uso de dos tensiones diferentes. El neutro se conecta a tierra junto con el chasis del alternador para garantizar la seguridad elctrica de las instalaciones. La conexin en tringulo consiste en unir el final de una bobina con el comienzo de la siguiente, formando con ello un sistema cerrado en donde no existe un punto neutro. De los vrtices del tringulo formado parten los conductores que constituyen las fases, como se observa tambin en la figura 4. Intensidad, tensin y potencia en una conexin estrella La intensidad de fase que circula por el devanado es igual a la intensidad de lnea: IL=IF. Las tensiones de lnea existentes entre las fases, llamadas U12,U23 y U31son con respecto a las fases respectivas. Es posible representar de forma vectorial las tensiones de lnea y de fases UL1N,UL2N y UL3N en la fig. 5

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Fig. 5 Tensiones de fase (a) y tensiones de lnea de un sistema en estrella

Tensin en estrella: Si se operan con los mdulos de la figura 5a, se demuestra que en estrella la relacin entre la tensin de lnea y la tensin de fase es de UL = UF. La suma vectorial de tensiones en un sistema trifsico equilibrado es :

cero, como se demuestra en un diagrama vectorial de la figura 5b. Potencia en estrella: En un sistema trifsico, la potencia activada generada o consumida es igual a la suma de cada una de las potencias de fase: PIII = PF1 + PF2 +PF3, donde PF =UF *IF * cos( ) . Si el sistema es equilibrado, las tres potencias son exactamente iguales. Tambin existen potencias en un sistema de conexin estrella llamados aparente y reactiva, los cuales tienen por expresin: Potencia aparente: 3UF *IF * = 3UF *IF * sin( )= UL * IL. Potencia reactiva:

UL * IL.*sin( )

Intensidad, tensin y potencia en una conexin triangulo Tensiones en tringulo: De estas conexiones se deduce que los arrollamientos estn en paralelo entre cada dos conductores de lnea y es por ello que en una conexin en tringulo la tensin de lnea es igual a la tensin de fase. Intensidades en tringulo: Respecto a las intensidades de lneas, se componen vectorialmente como se muestra en la figura 6. , en donde se deduce que los mdulos de las intensidades de lneas y fases estn en relacin uno a raz de tres.

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Fig. 6: Intensidades de un sistema trifsico de conexin en tringulo

Potencias en una conexin en tringulo: Las expresiones de la potencia son:SIII = UL * IL. , QIII = UL * IL * sin( ) , PIII = UL * ILcos( ).

Expresiones idnticas a las de la conexin en estrella permiten enunciar que un generador tiene la capacidad de generar el mismo valor de potencia tanto en una conexin en estrella como en una en forma de tringulo; un receptor tiene la capacidad de transformar el mismo valor de potencia tanto en estrella como tringulo. Si se tienen 3 devanados monofsicos, la tensin de fase es siempre veces

menor que su correspondiente tensin de lnea. Por lo tanto, es ms peligroso manipular entre dos conductores de la red que entre un borne de fase y masa, neutro o tierra.

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