Inacap Maipú. Electricidad Industrial. Laboratorio de medidas eléctricas II.
CIRCUITOS TRIFASICOS EN CORRIENTE ALTERNA
Nombre Alumno: Manuel Coronado Nombre Profesor: Víctor Cabello Fecha: noviembre de 2012 Sección: 733.
Índice 1. Índice……………………………………………………………………………………………….2 2. Introducción…………………………………...…………………………………………………..3 3. Marco teórico……………………………….…………………………………………………… 4 4. Desarrollo experiencia……………………….…………………………………………………..7 5. conclusiones………………………………………………………………………………………9
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Introducción En el presente informe describiremo describiremoss las experiencias experiencias realizadas realizadas en el laboratorio, laboratorio, en la cual cual util utiliz izare aremo moss un fuen fuente te de poder poder trif trifási ásica ca,, tamb tambié ién n util utiliz izare aremos mos bobi bobina nas, s, resistencia resistencia y condensador. condensador. Todos los componentes componentes serán serán sometido sometido a un voltaje de 220v en conexión conexión estrella, y un voltaje de 380v en triangulo. triangulo. También conectaremos conectaremos al circuito algunos amperímetros para medir la intensidad de corriente en ambos casos. Y voltímetros para medir las tensiones de fase y de línea para poder compararlas y observar su comportamiento en ambos tipos de conexión, además trataremos de forma teórica el fenómeno que se produce en circuitos RLC de la resonancia.
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Marco teórico Voltaje de las fases de un sistema trifásico. Entre cada una de las fases hay un desfase de 120º 120º.L .La a corr corrie ient nte e trifá trifási sica ca está está form formad ada a por por un conj conjun unto to de tres tres form formas as de oscilación, oscilación, desfasadas una respecto a la otra 120º (grados ( grados). ).
Las corrientes trifásicas se generan mediante alternadores dotados de tres bobinas o grupos de bobinas, enrolladas sobre tres sistemas de piezas polares equidistantes entre sí. El retorno de cada uno de estos circuitos o fases se acopla en un punto, denominado neutro, donde la suma de las tres corrientes, si el sistema está equilibrado, es cero, con lo cual el transporte puede ser efectuado usando solamente tres cables. Esta disposición disposición sería la denominada denominada conexión conexión en estrella, estrella, existiendo existiendo también también la conexión en triángulo o delta en las que las bobinas se acoplan según esta figura geométrica y los hilos de línea parten de los vértices. Existen por tanto cuatro posibles interconexiones entre generador y carga: 1. 2. 3. 4.
Estrel Estrella la - Est Estre rell lla a Estr Estrel ella la - Del Delta ta Delt Delta a - Estr Estrel ella la Delt Delta a - Delt Delta a
En los circuito circuitos s tipo tipo estrell estrella, a, las corrient corrientes es de fase fase y las corrient corrientes es de línea línea son iguales y, cuando el sistema está equilibrado, las tensiones de línea son mayores que las tensiones de fase y están adelantadas 30° a estos:
veces
En los circuitos tipo triángulo o delta, pasa lo contrario, las tensiones de fase y de línea, son iguales y, cuando el sistema está equilibrado, la corriente de fase es veces más pequeña que la corriente de línea y está adelantada 30° a esta: Página 4
El sist sistem ema a trif trifás ásic ico o es un tipo tipo part partic icul ular ar dent dentro ro de los los siste sistemas mas polif polifásicos ásicos de generación eléctrica, aunque con mucho el más utilizado. La conexión en estrella y triángulo en un circuito para un motor trifásico, se emplea para lograr un rendimiento óptimo en el arranque de un motor. Por ejemplo, si tenemos un motor trifásico, y este es utilizado para la puesta en marcha de turbinas de ventilación que tienen demasiado peso, pero deben desarrollar una rotación final de alta velocidad, deberemos conectar ese motor trifásico con un circuito que nos permita cumplir con los requerimientos de trabajo. Hemos observado, que los motores que poseen mucha carga mecánica, como el ejemplo anterior, les cuesta comenzar a girar y terminar de desarrollar su velocidad final. Para ello, se cuenta con la conexión estrella-triángulo o estrella-delta. Esta conexión se debe realizar realizar de acuerdo acuerdo a las especificaci especificaciones ones técnicas que indique el motor en su chapa de datos acoplada a la carcasa del mismo. Los motores trifásicos tiene tienen n seis seis borne bornes, s, dist distri ribui buidos dos en tres tres super superio iores res e inme inmedi diat atam amen ente te abaj abajo o tres tres inferiores. En los inferiores es donde se conecta directamente la red, y en los superiores se conecta el circuito armado a través de contactares y temporizadores el sistema estrella y triángulo de arranque de un motor. En un sistema trifásico con una conexión en triángulo tenemos que las intensidades que apar aparec ecen en entr entre e las las impe impeda danc ncia iass o resi resist sten enci cias as se encu encuen entr tran an en fase fase con con las las respectivas tensiones de esas resistencias. Pero asimismo, existe un desfase de 120° entre estas intensidades. Lo mismo sucede con las tensiones, es decir, hay un desfase de 120°. Así tenemos, y para ara ente ntender nderno noss mej mejor, or, que que las inte ntensi nsidade ades .
Además, tenemos otras tres intensidades de línea: I1, I2 e I3 , a las cuales, si les Página 5
aplicamos la ley de Kirchhoff, tendremos la siguiente relación entre intensidades de línea y fase:
El diagrama fasorial de las intensidades y su correspondencia lo podemos ver en el siguiente dibujo, que seguro nos aclarará los conceptos:
Como podemos observar en el diagrama fasorial, entre las intensidades: I1, I2 e I3 existe un desfase de 120°, lo mismo que sucede con las tres intensidades que atraviesan a las resistencias. Sin embargo, entre las intensidades: I1, I2 e I3 y las intensidades:I12, I23 e I31 existe un desfase de 30°. Esto lo vamos a aprovechar para emplear nuestros conocimientos de trigonometría y saber con exactitud la correspondencia existente entre las intensidades de fase y las intensidades de línea. Escogiendo la primera relación entre intensidades:
y aplicando nuestros conocimientos en trigonometría, obtenemos el siguiente desarrollo ecuacional:
Lo cual, si generalizamos obtendremos la siguiente ecuación: Página 6
Desarrollo de la actividad Página 7
CONEXIÓN ESTRELLA Los voltajes obtenidos entre fase se les denomina voltajes de línea (VL) y los voltajes entre fase y neutro, se les denomina (VF). En el circui circuito to de conexi conexión ón de estrel estrella la aplica aplicarem remos os un voltaje voltaje de 220v en cada bobina, bobina, provocando por su conexión un punto de unión entre ellas, lo podemos llamar neutro flotante. También podemos observar que la corriente de fase fase y la corriente de línea son son prácticamente las mismas, mismas, es decir no hay variación variación entre la corriente (ILR), (ILS), (ILS), (ILT). A continuación veremos el circuito experimentado experimentado en clases.
CORRIENTE S ILR ILS ILT IFR IFS IFT
IL Y IF O,O82 A 0,081 A 0,081 A 0,081 A 0,082 A 0,081 A
VOLTAJES VLR VLS VLT VFR VFS VFT
VL Y VF 402 348 407 285 235 232
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CONEXIÓN TRIANGULO En la conexión conexión triangulo aplicada al circuito circuito RLC en cada punto se aplica un voltaje de 380v, también notificaremos notificaremos la la corriente consumida por cada uno circuito. Observaremos el comportamiento del voltaje en puntos de conexión, notaremos que la corriente de línea, es distinta a la corriente de fase. Tomaremos registros de esto. esto.
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CORRIENTE S ILR ILS ILT IFR IFS IFT
IL Y IF
VOLTAJES VLR VLS VLT
0,523A 0,526A 0,528A 0,296 A 0,305A 0,304 A
VL Y VF 402 348 407
Conclusión. En el circuito estrella las corrientes (fase y línea) son iguales, pero los voltajes de fase y línea varían, ya que el voltaje se comparte en los nodos .la relación de los voltajes están en función de de raiz de tres. En una conexión en triángulo, la tensión de línea es igual a la tensión de fase, luego la intensidad de línea línea es dividido por raíz de tres. La conexion conexion estrella lo que hace es conectar conectar los terminales terminales de RST en un terminal terminal de cada bobina y estas están unidas en un punto central y ese punto central central es el neutro. En ambos circuitos ocurre el efecto de resonancia, de modo que si la inductancia y la capacitancia (bobina y condensador) son de igual magnitud se eliminan, provocando que quede solo la resistencia mejorando el factor de potencia de los circuitos, pero en el circuito triangulo las corrientes de línea y fase son distintas, y los voltajes de línea y fase son los mismos, esto ocurre porque de las corrientes se dividen en los nodos como lo explica la ley de Kirchhoff . La relación de estas corrientes esta en Raiz de tres. Se dice que el circuito está en resonancia para la frecuencia en la cual lasreactancias capacitiva e inductiva son iguales (es decir, XL= XC) . En resonancia o a lafrecuencia natural (f )
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