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23 de septiembre de 2017

¿Qué es un sistema de alimentación trifásico?

Un sistema trifásico consta de tres fases o líneas de alimentación alterna de frecuencia idéntica y amplitud similar, cada línea o fase de alimentación de AC se encuentra separada 120  grados eléctricos  con respecto a la otra. Ver figura 1.


La figura anterior también se puede representar  por vectores. Ver figura 2


Entonces ¿Por qué utilizar sistemas  de alimentación trifásico? 

Principalmente son dos razones 

1) Las tres fases separadas por el vector generado se pueden utilizar para crear un campo magnético en un motor, por lo tanto, los motores pueden arrancar sin necesidad de devanados y/o capacitores auxiliares. Algo que no ocurre con motores monofásicos porque estos necesitan forzosamente de capacitores y/o devanados auxiliares para poder trabajar.

2) Un sistema trifásico puede conectarse a una carga con solo la mitad de derivaciones en cuanto a conexión de cables se refiere de tal manera que puede reducir las pérdidas por transmisión. Y ahorrar costos en materiales especialmente en conductores eléctricos.

Vamos a poner un ejemplo:

Consideramos tres sistemas monofásicos cada uno suministra 100W a una carga ver figura 3, la carga total es de 3 X 100W = 300W. para mantener el suministro de potencia constante, 1A Fluye a través de seis cables por lo tanto existen 6 unidades potenciales de pérdida.



Pero de igual forma los tres suministros de energía eléctrica monofásica pueden conectarse en un retorno común tambien llamado punto neutro  ver figura 4.




Cuando la corriente eléctrica que circula en la carga es la misma en cada línea o fase de alimentación se dice que la carga se encuentra balanceada. Conectar así el sistema con un punto en común se le denomina sistema trifásico.


El sistema trifásico de la figura 4 sólo requiere tres conductores para transmitir la potencia eléctrica al circuito, en el sistema monofásico se requerían seis conductores, por lo tanto, se redujo a la mitad las potenciales pérdidas por transmisión y el costo en materiales conductores.

Conexión Estrella

Un sistema trifásico con una conexión en común se dibuja normalmente como se muestra en la figura 5 y se conoce como conexión estrella


El punto común se le conoce como neutro, el conductor neutro puede ser considerablemente más pequeño que los tres conductores principales, siempre y cuando lo permitan los códigos y normas locales.


Conexión Delta


Los tres suministros de energía eléctrica monofásica discutidos con anterioridad también se pueden conectar en serie ver figura 6, conectado de esta forma la suma algebraica de las tres fuentes de alimentación en cualquier punto es cero, si la suma es cero entonces ambos puntos finales tienen en el mismo potencial por lo tanto pueden unirse.


La conexión se dibuja normalmente como se muestra en la figura 7 y Figura 9 y se le denomina Delta o triángulo y se simboliza con la letra delta ∆




Comparación entre conexiones Estrella y Delta.

La configuración estrella se utiliza para distribuir todos los sistemas monofásicos en hogares y oficinas, las cargas monofásicas se conectan al punto neutro y a cualquiera de las fases o líneas de la configuración estrella, la carga total en cada fase se comparte lo más posible para presentar una carga balanceada.


En cambio, La configuración delta se utiliza con mayor frecuencia para suministrar cargas industriales trifásicas de mayor potencia, pero también se pueden obtener diferentes combinaciones de voltaje a partir de una fuente delta trifásica, haciendo conexiones o taps a lo largo de los devanados de los transformadores de suministro.

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