Instituto Tecnolgico de AguascalientesDepartamento de Ingeniera
Elctrica y ElectrnicaIngeniera ElectrnicaMaquinas Elctricas
PRACTICA IIISECUENCIA DE FASES
Alumnos:lvarez Esqueda Luis Fernando (11151037)De Luna Aguilar
Ral (12150565)Valladares Moreno Diana Adanely (12150595)Profesor:
M.C. Jos Alejandro morones albaLugar y fecha de realizacin:
Aguascalientes, Ags. 6 de marzo del 2015Fecha de entrega:
Aguascalientes, Ags. 13 marzo del 2015
I. IntroduccinLa secuencia de fase puede ser determinada por el
orden en los fasores que presentan los voltajes de fase que pasan
por un punto fijo en un diagrama girando estos fasores al contrario
del de las manecillas del reloj. La secuencia de fase es muy
importante en la distribucin trifsicas de potencias, como hemos
aplicado y visto anteriormente en un motor trifsico si se cambia
dos voltajes de fase su secuencia tendra que cambiar de dicha
manera y la rotacin del motor invertir es como si polarizaras la
fuente, al igual la secuencia de fase tambin puede ser descrita en
trminos de los voltajes de lneaUn sistema trifsico de potencia
consta de tres generadores monofsicos iguales en magnitud pero
difieren en su ngulo de fase por 120. Al conectarse cada uno de
estos generadores a cargas idnticas se tiene como resultado tres
circuitos monofsicos que difieren entre s en un ngulo de fase de
120, obteniendo la corriente en cada circuito a partir de la ley de
Ohm. Ver Figura 1.
Figura 1. Circuitos monofsicos conectados con un neutro
comn.
Las tensiones inducidas en las tres bobinas igualmente
espaciadas dan origen a un sistema de produccin de energa elctrica.
La tensin en la bobina A alcanza su mximo primero, luego lo alcanza
B, y finalmente C. Siendo respectivamente A, B, C las tensiones en
el tiempo presentes en cada bobina del sistema de generacin. La
secuencia anterior es llamada secuencia ABC y es evidente en base a
la Figura 2, que el giro de rotacin positiva de las bobinas del
sistema se da en sentido contrario a las manecillas del reloj. As
mismo se puede observar, que las tensiones en el tiempo se suceden
en el mismo orden. La rotacin de las bobinas en sentido de las
manecillas del reloj da origen a una secuencia CBA. Ver Figura 3.
Es por lo anterior, que el concepto de secuencia de fases es
definido como el orden cronolgico en el que se suceden las
magnitudes elctricas en un sistema trifsico.
Figura 2. Secuencia ABC de un sistema trifsico.
Figura 3. Secuencia CBA de un sistema trifsico.Lo anterior nos
lleva a definir a la secuencia de fases de un sistema de potencia
como nuestro objeto de estudio. Se analizar el clculo de las
cantidades de lnea y fase de las conexiones delta y estrella en un
sistema de potencia trifsico.Objetivo:Determinar la secuencia de
fases para una red trifsica mediante:a) Secuenciometrob)
Secuenciometro electrnico
c) Induccin motor ardillad) osciloscopio
e) Dos fuentes paraleladas
II. Marco Terico.La secuencia de fases es un concepto en el cual
las tenciones de un circuito elctrico trifsico llevan un orden
cronolgico en el tiempo.La mayor parte de la generacin, transmisin,
distribucin y utilizacin de la energa elctrica se efecta por medio
de sistemas polifsicos; por razones econmicas y operativas los
sistemas trifsicos son los ms difundidos. Una fuente trifsica de
tensin est constituida por tres fuentes monofsicas de igual valor
eficaz pero desfasadas 120 entre ellas. La siguiente figura ilustra
lo expuesto.
Fig.4 Desfase entre voltajes de sistema trifsico.
Fig.5 Representacin analtico y fasorial de los voltajes de
fase.
III. Material y EquipoEquipoImagen
Fuente de alimentacin (dos fuentes). Suministro de corriente
directa y corriente alterna (Lab-Volt EMS 8821-2).Figura 6.
Motor de induccin jaula de ardilla. 175 W1670 r/min208 V1.2
A60Hz
Figura 7.
3 Amprmetros con alcance de 1Emplea un sistema motor
electromagntico de hierro mvil. Aparato que opera en posicin
vertical.Instrumento para lecturas de corriente directa y corriente
alterna. Es un aparato con partes aislantes sometidas a una tensin
de prueba de 3 KV, el error mximo que puede cometer a escala
completa es de +-1,5 %
Figura 8.
Secuencimetro. Aparato para determinar la secuencia de fases
Figura 9.
Secuencimetro electrnico. Aparato para determinar la secuencia
de fasesFig. 10
OsciloscopioFig. 11
Cables caimnCable zondaCables para el osciloscopioFig. 12
1 Lnea de transmisin trifsica. Voltaje de lnea 120-208 volts.
Corriente de lnea 0.33 A. Frecuencia 60 Hz. Ver Figura 18.Figura
13.
Lmpara de sincronizacinFig. 14 Lmpara de sincronizacin
IV. Desarrollo ExperimentalObjetivo a) determinar la secuencia
de fases de una red trifsica por medio de un secuencimetro
analgico.Para este experimento el objetivo es determinar por medio
de un secuencimetro analgico un mtodo para asegurar que la
secuencia de fase sea correcta. Para ello se conectara de manera
arbitraria el secuencimetro a cada una de las lneas de salida de
nuestra fuente de alimentacin trifsica.En caso de que la secuencia
de fases sea incorrecta la flecha que est contenida en este (figura
9) deber de girar en sentido inverso a la disposicin de la misma, a
lo cual solo har falta intercambiar la conexin de 2 cables ya sea
del secuencimetro o de la fuente de alimentacin trifsicaObjetivo b)
determinar la secuencia de fases de una red trifsica por medio de
un secuencimetro electrnico.Para este experimento se determinara
una secuencia de fases correcta por medio de un circuito como el
que se muestra en la figura 15 el cual nos ayudara a determinar si
una secuencia de fases es correcta o incorrecta
Figura 15. secuencimetro electrnicoDespus se conectara la fuente
de corriente trifsica de manera arbitraria y se observara lo que
sucede en la figura 16
Figura 16. Conexin I de secuencimetro electrnicoDebido a que el
led que enciende es el de la parte inferior, podemos deducir que la
secuencia de fases es correcta, posteriormente haremos lo mismo
pero en esta ocasin intercambiaremos 2 cables de la fuente forzando
una secuencia de fases errnea como se muestra en la figura 17
Figura 17. Conexin II del secuencimetro electrnicoObjetivo c)
determinar la secuencia de fases de una red trifsica por medio de
un motor de jaula de ardilla.Tambin es posible determinar si la
secuencia de fases es correcta mediante un motor de jaula de
ardilla trifsico, para esto ser necesario conectarlo de la manera
que se dispone a continuacin en la figura 18.
Figura 18. Conexin I del motor de jaula de ardillaEn este
ejemplo la secuencia de fases ser correcta por lo que el giro del
motor ser en sentido de las manecillas del reloj, pero si cambiamos
las lneas como se muestra en la figura 19 podremos apreciar que el
sentido de giro del motor es contrario al de las manecillas del
reloj, por lo que deducimos que la secuencia de fases es
incorrecta.
Figura 19. Conexin II del motor de jaula de ardillaObjetivo d)
determinar la secuencia de fases de una red trifsica por medio de
un osciloscopio.Al conectar el circuito de la figura 20 podremos
observar cmo es que un osciloscopio podra ayudarnos a determinar si
la secuencia de fases es correcta o no.
Figura 20. Conexin I del osciloscopioAl realizar esta conexin
obtenemos las grficas que son detalladas en la grafica 1 y debido a
que la segunda va 120 atrasada podemos afirmar que la secuencia de
fases es correcta
grafica 1. Lecturas I del osciloscopioconectar el circuito de la
figura 21
Figura 21 Conexin II del osciloscopio
grafica 2. lecturas II del osciloscopioComo se puede apreciar en
la grfica 2 es notorio que la segunda seal va adelantada 120 con
respecto de la primera as que sabemos que hay una secuencia de
fases incorrecta.Objetivo d) conectar en paralelo 2 fuentes de
alimentacin trifsica de manera correcta.Para que 2 fuentes de
cualquier tipo se puedan conectar en paralelo es necesario que los
voltajes entre las terminales donde se conectara sea igual a cero,
de lo contrario al conectarse se generara un cortocircuito, por lo
que para evitar la destruccin del equipo que fuere a ser utilizado
se utilizara el siguiente mtodo:1. Primeramente nos aseguraremos
que la secuencia de fases de ambas fuentes sea la correcta por
alguno de los mtodos propuestos anteriormente.A pesar de que la
secuencia de fases sea la correcta existe la posibilidad de que las
lneas sean diferentes.2. Asegurarse de que los voltajes entre lneas
sean igual a 0 para esto se usara un arreglo de focos que nos
permita ver si los voltajes entre una lnea y otra son igual a 0
como se muestra en la figura 22, de ser as ninguna lmpara
encender.
Figura 22. Conexin I de lmparas para paralelar fuentesEn este
caso las 6 lmparas encendieron por lo que habr que realizar cambios
en las conexiones para asegurar que como resultado de estos
cambios, no resulte en un error de secuencias de fase.El mtodo a
utilizarse ser simplemente recorrer los cables cambiando el cable 1
a la segunda ranura, el cable 2 a la tercera ranura y el cable 3 a
la primera ranura
Figura 23. Conexin II de lmparas para paralelar fuentesComo se
puede observar en la figura numero 23 las lmparas indicadoras no
encienden por lo que ser seguro conectarlas en paralelo sin generar
un corto circuito.
Figura 24. Conexin en paralelo de las fuentes de alimentacinComo
se puede apreciar en la figura 24 efectivamente conectar en
paralelo las fuentes de alimentacin de la manera indicada es seguro
y se puede ejecutar
V. Resultados y Discusina) Secuencimetro
Se tiene la fuente de alimentacin debidamente conectada a la red
trifsica de la mesa de trabajo, sin embargo, se desconoce si la
secuencia de fases en cada una de sus secciones de suministro de
voltaje coincide con la indicada para cada respectiva seccin. En
primera instancia, al energizar y posteriormente conectar con un
determinado orden las terminales R, S, T del secuencimetro a la
fuente de alimentacin trifsica (especficamente a la seccin fija de
120 V de CA), el giro que presenta la parte mvil del aparato es
contraria a la indicada por el mismo para una secuencia correcta.
Es decir, el giro del pequeo motor de induccin que constituye al
secuencimetro se dio en contra a la flecha marcada en el aparato de
medicin (RICHTIG), por lo tanto, la secuencia que se tiene es
incorrecta. Para corregir y determinar la secuencia de fase
correcta, es necesario cambiar de posicin nicamente una de las
lneas de alimentacin de la fuente que se tienen conectadas a la red
trifsica de la mesa de trabajo, de tal manera que al energizar
nuevamente la fuente de alimentacin trifsica, la direccin de giro
del motor de induccin del secuencimetro coincide con la flecha
(RICHTIG). En estas condiciones se tiene una secuencia de fases
correcta. Es decir, se tiene ya definido el orden cronolgico en el
que se suceden las magnitudes elctricas fig. 25Sin embargo, es
posible establecer varias conexiones de la fuente de alimentacin a
la red trifsica de la mesa de trabajo; y con ayuda del
secuencimetro es posible establecer una secuencia de fases correcta
que no necesariamente coincida con la especificada en la fuente de
voltaje, no obstante el orden cronolgico en que aparecen las
magnitudes de voltaje es correcto. Por lo tanto, no hay secuencia
de fases incorrecta, sino ms bien una interpretacin de la sucesin
de las magnitudes elctricas. Al llevar a cabo este mtodo se observa
que es uno de los ms prcticos y sencillos, y slo est limitado por
las dificultades que se pudieran presentar para adquirir un equipo
de medicin como ste.
Figura 25. Determinacin de la secuencia de fases utilizando el
secuencimetro.Tcnica para el secuencimetro analgicoEs de suma
importancia al trabajar con pruebas experimentales que conllevan
circuitos elctricos complejos, llevar un orden en cuanto al tamao
de los cables y la insercin de los mismos. De tal manera, que si se
tiene un error en la conexin de algn elemento, sea fcilmente
identificado y corregido. Por lo anterior, lo ms importante al
conectar un circuito es asegurar la interconexin de los
dispositivos elctricos del circuito y posteriormente llevar a cabo
la conexin de cada aparato de medicin que permita controlar
totalmente las condiciones en las que se lleva a cabo el
experimento.b) Secuenciometro electrnicoDe la misma manera que lo
anterior la fuente de alimentacin debidamente conectada a la red
trifsica de la mesa de trabajo. En primera instancia, al energizar
y posteriormente conectar con un determinado orden las terminales
R, S, T del secuencimetro a la fuente de alimentacin trifsica en la
seccin fija, el giro que presenta la parte mvil del aparato es
contraria a la indicada por el mismo para una secuencia correcta.
Es decir, el giro del pequeo motor de induccin que constituye al
secuencimetro se dio a favor de la flecha marcada en el aparato de
medicin (RICHTIG), por lo tanto, la secuencia que se tiene es
correcta. Si se diera el caso de la flecha del aparato es
incorrecta se debe corregir y determinar la secuencia de fase
correcta, es necesario cambiar de posicin nicamente una de las
lneas de alimentacin de la fuente que se tienen conectadas a la red
trifsica de la mesa de trabajo, de tal manera que al energizar
nuevamente la fuente de alimentacin trifsica, la direccin de giro
del motor de induccin del secuencimetro coincide con la flecha
(RICHTIG). En estas condiciones se tiene una secuencia de fases
correcta. Es decir, se tiene ya definido el orden cronolgico en el
que se suceden las magnitudes elctricas fig. 25 Pero la diferencia
de secuencimetro anterior respecto al electrnico es que este ultimo
lo hace por medio de un led, que cuando es verde la secuencia de
fases est bien, de lo contrario su color ser rojo de tal manera que
se puede cambiar cualquier lnea por otra.c) Induccin motor
ardillaEl motor de induccin es una maquina elctrica completamente
ligada a la secuencia de fases, ya que su funcionamiento se basa en
las tenciones trifsicas de entrada, la secuencia de fase de la
alimentacin del motor determina el sentido de giro del motor, as
que dependiendo de cul sea la direccin en la que se quiere que gire
el motor deben estar conectadas las fases, en un motor trifsico
solamente es necesario cambiar el orden de dos fases para cambiar
la direccin de giro.d) Osciloscopio
e) Dos fuentes paraleladasCuando se paralela dos fuentes lo
importante es checar la secuencia en cada una, aunque su secuencia
sea igual en cada una cuando se conecta en una lnea de trasmisin si
se pone un multimetro para medir la diferencia de potencia en cada
uno se notara que es diferente por concluyente aunque la secuencia
de fases en cada fuente sea el correcto para una lnea de trasmisin
es diferentes es decir si la diferencia de potencial es cero la
secuencia de fases est bien, otro mtodo de ver esto es con lmpara
de sincronizacoin conectado cada lnea respecto a la conexin con la
lmpara de sincronizacin, cuando brillan los foquitos la secuencia
se encuentra bien y tambin podemos medir con un multimetro.
VI. Conclusioneslvarez Esqueda Luis FernandoObjetivo: Determinar
la secuencia de fases para una red trifsica mediante:a)
Secuencimetro: con el secuencimetro somos capaces de ver de manera
didctica cuando la secuencia de fases es correcta y cuando no.b)
Secuencimetro electrnico: este aparato es parecido al otro
secuencimetro puesto que nos permite observar lo mismo, pero en vez
de usar el giro de un motor lo hace con los colores de un led que
encender entre 2 posibles.c) Induccin motor ardilla: un motor de
esta clase tambin ser una opcin si carecemos de las herramientas
necesarias para realizar la prueba correspondiente.d) osciloscopio:
desde mi punto de vista es la manera ms efectiva de verificar la
secuencia de fases puesto que de esta manera somos capaces de
observar directamente los ngulos de desplazamiento entre las
salidas de la fuente de alimentacin.e) Dos fuentes paraleladas:
este proceso puede sernos muy til si queremos utilizar ms potencia
que la que nos puede otorgar una sola, adems que es una de las
cosas donde finalmente converge el saber medir las secuencias de
fase.
De Luna Aguilar RalObjetivo: Determinar la secuencia de fases
para una red trifsica mediante:a) Secuenciometro: El secuencimetro
es un instrumento muy til ya que con una simple conexin nos da una
seal de que la secuencia de fase es correcta, es muy prctico
utilizarlo pero tambin tiene una desventaja que es la posicin de
trabajo si esta no se respeta el instrumento no funciona
correctamente.b)Secuenciometro electrnico: El secuencimetro
electrnico es el instrumento ms til el cual sin importar cul sea su
posicin puede trabajar adems la seal que muestra para ver si la
secuencia de fase de es correcta es con un indicador luminoso, la
desventaja que se encuentra en este instrumento es el rango de
voltaje ya que para medir voltajes mayores debe ser modificado.c)
Induccin motor ardilla: El motor jaula de ardilla es una forma de
verificar la secuencia de fases pero este mtodo es muy complicado
tomando en cuenta la conexin ya que es ms difcil, utilizar
cualquiera de los otros mtodos resulta ms prctico.d) osciloscopio:
El uso del osciloscopio es muy til ya que al aplicar este mtodo se
tiene un resultado de forma grfica la cual nos dice de forma
contundente cul de las fases va adelante o atrs de la otra, la
desventaja de este mtodo es que es necesario contar con un
osciloscopio de tres canales para poder ver las tres tenciones
trifsicas, adems que es un poco ms peligroso ver la tenciones muy
grandes.e) Dos fuentes paraleladas: Para poder llevar a cabo el
proceso de paralelar dos fuentes trifsicas de corriente alterna es
necesario cumplir con ciertos requisitos, las fases r, s y t deben
concordar respectivamente no es suficiente con que las dos fuentes
tengan una secuencia de fase correcta, la diferencia de potencia
entre las fases debe ser en los tres casos 0, quedando fase r
(fuente 1) con fase r (fuente 2) diferencia de potencial entre
estas igual a 0.Valladares Moreno Diana AdanelyObjetivo: Determinar
la secuencia de fases para una red trifsica mediante:a)
Secuencimetro es una forma de medir la secuencia de fases y como
vimos su definicin es el orden cronolgico de cmo suceden las
magnitudes alternas, la base del secuencimetro es que tambin es un
motor o tiene una base en ello, la cual define si la secuencia esta
correcta o incorrecta con una fecha que presenta dentro y visible,
es un mtodo muy sencillo por que solo se puede ver fsicamente.b)
Secuencimetro electrnico: Tiene la misma base que el secuencimetro
solamente que en este caso tiene un led el cual tiene dos
definiciones como el verde es para definir que su secuencia esta
correcta y prende el color rojo cuando est mal la secuencia.c)
Induccin motor ardilla: Dependiendo de cualquier conexin la
secuencia de fase en el motoro ardilla ayuda mas en el giro de
rotor de la maquina al igual si se cambia cualquier cable en la
mesa de trabajo hace que su secuencia cambie al igual que su
giro.d) osciloscopio: Cuando concluimos que la secuencia de fase
estaba bien una manera ms practica ver cual fase va delante de otro
utilizamos el osciloscopio el cual puede ver corriente, voltaje
respecto al tiempo, pero en esta caso observamos como las fases van
como sabemos en fase se desplazamiento es de 120 grados una
respecto a la otra, pero el nico inconveniente en ellos es que para
saber o tambin observar la las lneas cual va detrs de otra no se
podra ver ya que el osciloscopio tendra un corto circuito ya que el
neutro que tiene el osciloscopio va directo con el nuestro de la
fuente conectado con el neutro de la mesa trabajando, es decir
tendramos un circuito completamente cerrado propiciado el corto la
nica manera de ver esto es teniendo el neutro flotante. e) Dos
fuentes paraleladas: tenemos dos fuentes a la cuales tenamos que
paralelar lo importante que debemos resaltar es que la secuencia de
fases se deben checar la fuente de ambas maquinas se paradas y que
se encuentre bien y luego mediante un multimetro checar que su
diferencia potencial sea cero de lo contrario la secuencia de fases
de ambos est mal, y se tendra que cambiar cualquier lnea de la mesa
de trabajo y volver a checar, este mtodo es algo complicado porque
paralelas dos fuentes que en si tiene una secuencia de fases
diferentes aunque sabemos que la secuencia de fases nunca estar mal
si no es la conexin con la cual se haga.VII. ObservacionesPor lo
tanto, no hay secuencia de fases incorrecta, sino ms bien una
interpretacin de la sucesin de las magnitudes elctricas. Al llevar
a cabo este mtodo se observa que es uno de los ms prcticos y
sencillos, y slo est limitadoVIII. BibliografasFraile Mora,
J.MAQUINAS ELCTRICAS. Editorial McGrawHill. 2003.Sanjurjo Navarro,
R.MAQUINAS ELECTRICAS.Editorial Mc-Graw-Hill.Madrid. 1989.Ras
Oliva, E.TRANSFORMADORES DE POTENCIA, DE MEDIDA Y DE PROTECCION.
Editorial Marcombo. Barcelona. 1978.