República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular para la Educación. Universidad Nacional Politécnica “Antonio José de Sucre”. Vice-Rectorado Luis Caballero Mejías.
Circuitos Trifásicos Profesora: Jenny Cruz
Alumnos:
Caracas, 19 de Julio del 2017.
Rudy Giler 2014203072 José Díaz
Sistema trifásico. En ingeniería eléctrica, un sistema trifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y amplitud (y por consiguiente valor eficaz), que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120° eléctricos, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes monofásicas que forman el sistema se designa con el nombre de fase.
Voltaje de las fases de un sistema trifásico equilibrado. Entre cada una de las fases hay un desfase de 120°. Un sistema trifásico de tensiones se dice que es equilibrado cuando sus corrientes son iguales y están desfasados simétricamente. Cuando alguna de las condiciones anteriores no se cumple (corrientes diferentes o distintos desfases entre ellas), el sistema de tensiones está desequilibrado o más comúnmente llamado un sistema desbalanceado. Recibe el nombre de sistema de cargas desequilibradas, el conjunto de impedancias distintas que dan lugar a que por el receptor circulen corrientes de amplitudes diferentes o con diferencias de fase entre ellas distintas a 120°, aunque las tensiones del sistema o de la línea sean equilibradas o balanceadas. El sistema trifásico presenta una serie de ventajas, como son la economía de sus líneas de transporte de energía (hilos de menor sección que en una línea monofásica equivalente) y de los transformadores utilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores, especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con potencia constante. Los generadores utilizados en centrales eléctricas son trifásicos, dado que la conexión a la red eléctrica debe ser trifásica (salvo para centrales de poca potencia). La trifásica se usa masivamente en industrias, donde las máquinas funcionan con motores trifásicos. Existen dos tipos principales de conexión; en triángulo y en estrella. En estrella, el neutro es el punto de unión de las fases.
Circuito del generador de señales trifásicas de una fuente monofásica
Muchas veces encontramos que es crucial y práctico el poseer una verdadera señal trifásica para evaluar muchas configuraciones electrónicas diferentes tales como inversores trifásicos, motores trifásicos, convertidores, etc. Puesto que no es tan fácil incorporar una fase individual a una conversión trifásica, rápidamente notamos que esta implementación es particularmente difícil de adquirir y de hacer cumplir. El circuito propuesto permite una buena discusión sobre el espaciamiento y posicionamiento en la salida de ondas sinusoidales que se generan a partir de una sola fuente maestra de entrada.
Descripción del circuito El funcionamiento del circuito generador de ondas en forma trifásica puede entenderse con la ayuda de la siguiente explicación: Se muestra una onda de forma sinusoidal entrando a través del punto de alimentación o entrada y de la “tierra” del circuito. Esta señal de entrada se invierte y se amortigua por efecto de la unidad de ganancia del amplificador operacional A1. Esta señal invertida y amortiguada, adquirida en la salida de A1, se convierte ahora en la nueva señal maestra para el próximo procesamiento. La señal maestra amortiguada anterior se invierte una vez más y es amortiguada por la siguiente unidad de ganancia del amplificador operacional A2 que crea una salida con fase inicial de grado cero a través de los puntos "Phase1" Simultáneamente, la señal maestra de la salida A1 es desfasada en 60 grados a través de la red RC, R1, C1, y alimentada a la entrada de A4. A4 se configura como un amplificador operacional no inversor con una ganancia de 2 para compensar la pérdida de señal en la configuración RC. Debido al hecho de que la señal maestra está desfasada 180 grados respecto a la señal de entrada, y desplazada adicionalmente a 60 grados adicionales por la red RC, la forma de la onda final de salida se desplaza en 240 grados y constituye la señal "Fase 3". Ahora, el siguiente amplificador de ganancia unitaria A3 (60 grados) se suma a la salida A1 (0 grados) con salida A4 (240 grados), creando una señal desplazada en su fase 300 grados, en su pasador # 9, que a su vez se invierte apropiadamente, desplazando la fase
unos 180 grados adicionales, creando así la señal de fase de 120 grados prevista a través de su salida indicada como "Fase 2". El circuito está intencionalmente cableado para trabajar con una frecuencia fija, con el fin de obtener una mayor precisión. Los valores fijos se usan para R1 y C1 para representar los cambios deseados en la fase de 60 grados. Para frecuencias personalizadas específicas, puede utilizarse la siguiente fórmula: R1 = (1.732 x 106) / (6.28 x F x C1) Donde: R1 es en kohms (kiloohmios) C1 es en uf (microfaradio)
Lista de partes:
Todas las resistencias tienes que ser de 10 Kiloohmios. A1, A2, A3 y A4 deben ser amplificadores operacionales cuádruples (lm324) La fuente debe ser de igual a +/- 12 voltios de corriente directa.
Frecuencia (hz)
R 1 (Kohms)
C1 (nf)
1000
2.7
100
400
6.8
100
60
4.7
1000
50
5.6
1000
El diseño anterior fue investigado por el Sr. Abu-Hafss y corregido apropiadamente para obtener las respuestas legítimas del circuito, las siguientes imágenes proporcionan una información detallada con respecto al mismo: Comentarios del Sr. Abu-Hafss: Necesitaba una fuente de alimentación trifásica de 15VAC (15 voltios de corriente alterna) para probar rectificadores trifásicos. He simulado este circuito el otro día, pero no pudo obtener resultados adecuados. Hoy, lo hice funcionar. IC A2 y las resistencias conectadas al pin 6 podrían ser eliminadas. La resistencia entre los pines 7 y 9 podría conectarse entre la entrada principal y el pin 9. La salida de fase 1 se puede recoger de la entrada de AC original. Las fases 2 y 3 se pueden recoger como se indica en el circuito.
Sin embargo, mi requerimiento real no se pudo cumplir. Cuando estas 3 fases están conectadas a un rectificador de 3 fases, la forma de onda de las fases 2 y 3 se altera. He intentado con el circuito original, en ese caso todas las tres fases se alteran.
¡Finalmente conseguí una solución! Un condensador de 100nF (Nanofaradio) conectado en serie con cada fase y el rectificador resolvió el problema en gran medida. Aunque la salida rectificada no es consistente, si es b astante aceptable.
Actualización: La siguiente imagen muestra una alternativa mucho más simple para generar señales trifásicas con precisión y sin ajustes complicados:
