9.2: Definición polifásica

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 85943

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Un sistema polifásico utiliza múltiples cables portadores de corriente con múltiples subgeneradores, cada uno con su propia fase única. Esto permite una entrega considerable de energía a la carga. El esquema más popular es la configuración trifásica. Esto se puede visualizar como tres generadores sinusoidales individuales que están interconectados como se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\). A la izquierda hay un generador conectado en Y (también conocido como Wye o T). A la derecha hay un generador conectado delta (es decir\(\Delta\), y también conocido como\(\pi\) cuando se dibuja boca abajo).

Figura\(\PageIndex{1}\): Generadores trifásicos: conectados en Y (izquierda) y delta conectados (derecha).

Existen múltiples formas de reproducir estos generadores en esquemas. Algunas formas alternativas para los generadores conectados en Y se muestran en la Figura\(\PageIndex{2}\). La “cola” solitaria que se muestra en la versión de la derecha es una conexión de regreso al centro común de los tres subgeneradores. A esto se le llama la línea neutra. No siempre se usa.

Figura\(\PageIndex{2}\): Símbolos esquemáticos alternativos para generadores conectados en Y.

En la Figura\(\PageIndex{3}\) tenemos algunas formas alternativas para generadores conectados delta. Los generadores Delta no tienen la cuarta conexión opcional ya que no hay un punto central común. También, tenga en cuenta que la versión de la izquierda se dibuja al revés (es decir, en la\(\pi\) configuración).

Figura\(\PageIndex{3}\): Símbolos esquemáticos alternos para generadores conectados delta.

De particular importancia es la fase relativa de cada fuente. Como la carga también tendrá tres segmentos o patas (una carga trifásica), una entrega consistente de energía exige que las tres fuentes se distribuyan por igual a lo largo del tiempo. Esto significa que cada fuente está un tercio de un ciclo, o 120 grados, desfasada con las otras patas (es decir, liderando una y quedando rezagada con la otra). Esto se muestra en la Figura\(\PageIndex{4}\). Solo consideraremos el caso de cargas equilibradas, es decir, donde cada pata de la carga es idéntica a las otras patas.

Figura\(\PageIndex{4}\): Fases relativas de los tres subgeneradores.

Observe la efectividad de usar el escalonamiento de 120 grados. En cualquier momento siempre hay un pico o los hombros de dos picos adyacentes. Estos picos pueden ser de polaridad positiva o negativa. Esto genera un total de seis picos a lo largo del período de la forma de onda. Por lo tanto, un nulo nunca está a más de 30 grados del pico más cercano. En efecto, cuando está a 30 grados de distancia, entonces está precisamente entre dos picos, y el valor de cada uno es el seno de 60 grados (es decir, 30 grados fuera del pico a 90 grados) o 86.6% del valor pico. Por lo tanto, debería ser obvio que este sistema puede aplicar un poder consistente. La inevitable analogía del automóvil es que hemos pasado de un motor de dos cilindros a uno de seis cilindros al pasar de monofásico a trifásico.

Existen varias formas de conectar generadores trifásicos a cargas trifásicas, como veremos en la siguiente sección.