MOTORES TRIFASICOS

Sistemas Trifásicos

Tecnología Eléctrica2004/2005

Índice1. Generación de un sistema

trifásico equilibrado de tensiones.

2. Noción de fase y secuencia de fases.

3. Conexiones básicas:1. Fuentes.2. Cargas.

4. Magnitudes de línea y de fase.

5. Relación entre magnitudes de línea y de fase en sistemas equilibrados.

6. Conversión estrella-triángulo.

7. Reducción al circuito monofásico equivalente:

1. Conexión estrella-estrella.

2. Conexión triángulo-triángulo.

Bibliografía

• “Problemas resueltos de Tecnología Eléctrica”. Narciso Moreno, Alfonso Bachiller, Juan Carlos Bravo. Thomson, 2003.

• “Apuntes”. Gregorio Pérez, DIEUVA.• “Circuitos eléctricos”. Nilsson, James W.;

Riedel, Susan A. Prentice Hall, 2001.

1. Generación de un sistema trifásico equilibrado de tensiones

Generador Monofásico con inductor fijo e inducido móvil.


Generador Monofásico con inductor móvil e inducido fijo.


Generador Trifásico con inductor móvil e inducido fijo.


1

2

3

2 cos

22 cos342 cos3

e t E t

e t E t

e t E t

Sistema de Tensiones Inducidas

Dominio Temporal

1

2

3

023

4 23 3

E E

E E

E E E

Plano Complejo

Origen de Fases Secuencia Directa


DIAGRAMAS FASORIALES

+

2. Noción de fase y secuencia de fases.

FASE: Cada una de las partes de un circuito donde se genera, transmite o utiliza una de las tensiones del sistema trifásico.

SECUENCIA DE FASES: Fijado un origen de fases (fase 1, R), es el orden en el que se suceden las fases restantes (2, 3; S, T).

Concepto Relativo que se determina experimentalmente.

Concepto útil y práctico. Determina el grupo de conexión de los transformadores, los métodos de medida de potencia, el sentido de giro de los motores de inducción.

SISTEMATRIFÁSICO

EQUILIBRADO 0

R S T

R S T

E E E

E E E

Métodos de Determinación Secuencia de Fases -> Prácticas de Lab.

3. Conexiones Básicas

Conexión Independiente: Se emplea el sistema trifásico para alimentar tres cargas monofásicas individualmente. Requiere de 6 conductores para distribuir la energía

Para reducir el número de conductores, se emplea la conexión:

• ESTRELLA

• TRIÁNGULO

3. Conexiones básicas: Fuentes

Punto NEUTRO de la fuente

Condiciones para que la Fuente Trifásica sea

EQUILIBRADA 0

gR gS gT

R S T

R S T

Z Z Z

U U U

U U U

Conexión en TRIÁNGULO Conexión en ESTRELLA

3. Conexiones básicas: CargasConexión en TRIÁNGULO Conexión en ESTRELLA

Punto NEUTRO de la carga

Condiciones para que la Carga Trifásica sea

EQUILIBRADA 1 2 3Z Z Z

3. Conexiones básicas

4. Magnitudes de fase y de línea

• TENSIÓN SIMPLE o de FASE: Es la diferencia de potencial que existe en cada una de las ramas monofásicas de un sistema trifásico.


• TENSIÓN DE LÍNEA o COMPUESTA: Es la diferencia de potencial que existe entre dos conductores de línea o entre dos terminales de fase.


• INTENSIDAD de FASE: Es la que circula por cada una de las ramas monofásicas de un sistema trifásico.


• INTENSIDAD de LÍNEA: Es la que circula por cada uno de los conductores de línea.


• La tensión compuesta y la tensión simple coinciden en un sistema conectado en triángulo.

• La corriente de fase y de línea coinciden en un sistema conectado en estrella.

5. Relación entre magnitudes de línea y de fase en sistemas equilibrados

Se van a estudiar la relaciones existentes entre las magnitudes de línea y de fase, en una carga trifásica alimentada por un sistema trifásico de tensiones equilibradas, de secuencia directa e inversa.


Las tensiones de fase y de línea coinciden, independientemente de la secuencia de fases del sistema.

CONEXIÓN EN TRIÁNGULO

L RS ST TRU E U U U



, ,R S TI I I

, ,RS ST TRI I I

Corrientes de LÍNEA

Corrientes de FASE

ORIGEN DE FASES

0RS FI I



0

120º

120º

RS F

ST F

TR F

I I

I I

I I

Corrientes de FASE

0

120º

120º

RS F

ST F

TR F

I I

I I

I I

Secuencia DIRECTA Secuencia INVERSA




R RS TR

S ST RS

T TR ST

I I I

I I I

I I I





3 30º

3 30º

3 30º

R RS TR RS

S ST RS ST

T TR ST TR

I I I I

I I I I

I I I I

Secuencia DIRECTA




3 30º

3 30º

3 30º

R RS TR RS

S ST RS ST

T TR ST TR

I I I I

I I I I

I I I I

Secuencia INVERSA



Corrientes de LÍNEASECUENCIA DIRECTA

3 30º

3 30º

3 30º

R RS TR RS

S ST RS ST

T TR ST TR

I I I I

I I I I

I I I I

3L FI I

Intensidad de línea retrasa 30º respecto a la de fase



Corrientes de LÍNEASECUENCIA INVERSA

3 30º

3 30º

3 30º

R RS TR RS

S ST RS ST

T TR ST TR

I I I I

I I I I

I I I I

3L FI I

Intensidad de línea adelanta 30º respecto a la de fase

DIBUJAR

DIAGRAMA

FASORIAL


Las corrientes de fase y de línea coinciden, independientemente de la secuencia de fases del sistema.

CONEXIÓN EN ESTRELLA

L F R S TI I I I I



, ,RN SN TNU U U

, ,RS ST TRU U U

Tensiones de FASE

Tensiones de LÍNEA

ORIGEN DE FASES

0ºRNU E



TENSIONES de FASE

0º

120º

120º

RN

SN

TN

U E

U E

U E


0º

120º

120º

RN

SN

TN

U E

U E

U E



TENSIONES DE LÍNEA

0º 120º 3 30º

120º 120º 3 30º

120º 0º 3 30º

RS RN SN RN

ST SN TN SN

TR TN RN TN

U U U E E U

U U U E E U

U U U E E U

Secuencia DIRECTA



Tensiones de LÍNEA

Secuencia INVERSA

0º 120º 3 30º

120º 120º 3 30º

120º 0º 3 30º

RS RN SN RN

ST SN TN SN

TR TN RN TN

U U U E E U

U U U E E U

U U U E E U



Tensiones de LÍNEASECUENCIA DIRECTA

3LU E

Tensión de línea adelanta 30º respecto a la de fase

3 30º

3 30º

3 30º

RS RN

ST SN

TR TN

U U

U U

U U


3LU E


Tensiones de LÍNEASECUENCIA INVERSA

Tensión de línea retrasa 30º respecto a la de fase

DIBUJAR

DIAGRAMA

FASORIAL

3 30º

3 30º

3 30º

RS RN

ST SN

TR TN

U U

U U

U U

6. Conversión estrella-triángulo

GENERADOR EQUILIBRADO

DE SECUENCIA DIRECTA

6. Conversión estrella-triángulo

CARGA EQUILIBRADA

; 33Y YZZ Z Z

7. Reducción al circuito monofásico equivalente

CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA

SISTEMA EQUILIBRADO

Impedancia del hilo neutro

Impedancia de la línea



SISTEMA EQUILIBRADO


1

2

3

g L a N a c b

g L b N a c b

g L c N a c b

E Z Z Z I Z I I I

E Z Z Z I Z I I I

E Z Z Z I Z I I I


SISTEMA EQUILIBRADO CON HILO NEUTRO

1 2 3

1 2 3

3

3

g L a c b N a c b

g L N a c b

E E E Z Z Z I I I Z I I I

E E E Z Z Z Z I I I


1 2 3

1 2 3

1 2 3

0º 120º 120º

1 0º 1 120º 1 120º

0

E E E E E E

E E E E

E E E

0 3g L N a c bZ Z Z Z I I I

0 a c bI I I


SISTEMA EQUILIBRADO CON HILO NEUTRO

' 0NN N a c b NU Z I I I Z


1 '

2 '

3 '

g L a NN

g L b NN

g L c NN

E Z Z Z I U

E Z Z Z I U

E Z Z Z I U


SISTEMA EQUILIBRADO SIN HILO NEUTRO

1 2 3 '3g L a c b NNE E E Z Z Z I I I U


1 2 3 0

0a b c

E E E

I I I


SISTEMA EQUILIBRADO SIN HILO NEUTRO

' 0NNU

Los puntos neutros de la carga y del generador en un sistema equilibrado están al MISMO PONTECIAL, exista o no el hilo neutro.

Esto nos permite poner en cortocircuito los neutros N y N’ sin que se altere el régimen de intensidades.


1

2

3

g L a

g L b

g L c

E Z Z Z I

E Z Z Z I

E Z Z Z I

31 2; ;a b cg L g L g L

EE EI I IZ Z Z Z Z Z Z Z Z

CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA - SISTEMA EQUILIBRADO

1 120º

1 120ºb a

c a

I I

I I


CONEXIÓN ESTRELLA-ESTRELLA - SISTEMA EQUILIBRADO

Circuito Monofásico Equivalente


CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO ; SISTEMA EQUILIBRADO

' ' ' 'R SR RT R S T RI I I I I


' ' ' 'R SR RT R S T RI I I I I

' ' ' '

1 120º

1 120ºRT SR

T R R S

I I

I I

' '

' '

' '

SR R S

RT T R

TS S T

I I

I I

I I


' '

' '

1 1 120º 1 1 120ºR SR R S

SR R S

I I I

I I


' '

' '

' '

' '

3 30º

3 30º

1 120º 3 30º

3 150º

R R S

S S T

R S

R S

I I

I I

I

I

CONEXIÓN TRIÁNGULO-TRIÁNGULO ; SISTEMA EQUILIBRADO ; SECUENCIA DIRECTA

' 'SR R SI I

3 1 30º 1 150º 3R S RS RSI I I I



' '

' '

' ' ' '

' '

0

3

3

SR g R R L R S S L

R g R S L R S

R g R S L R S

R g L R S

I Z U I Z I Z I Z

U Z Z I Z I I

U Z Z I Z I

U Z Z Z I

� � � � � � � � � � ��



' '

' '

' '

3

3

3

R g L R S

S g L S T

T g L T R

U Z Z Z I

U Z Z Z I

U Z Z Z I

� � ��



' '3R g L R SU Z Z Z I � � �



x3

CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIVALENTE

MOTORES TRIFASICOS

Technology