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 describiremos las experiencias realizadas en el laboratorio, en la cual utilizaremos un fuente de poder trifásica, también utilizaremos bobinas, resistencia y condensador. Todos los componentes serán sometido a un voltaje de 220v en conexión estrella, y un voltaje de 380v en triangulo. También 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.La corriente trifásica está formada por un conjunto de tres formas de oscilación, desfasadas una respecto a la otra 120º (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 sería la denominada conexión en estrella, existiendo 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. Estrella - Estrella 2. Estrella - Delta 3. Delta - Estrella 4. Delta - Delta

En los circuitos tipo estrella, las corrientes de fase y las corrientes de línea son iguales y, cuando el

sistema está equilibrado, las tensiones de línea son veces mayores que las tensiones de fase y están adelantadas 30° a estos:

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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:

El sistema trifásico es un tipo particular dentro de los sistemas polifásicos 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 de acuerdo a las especificaciones técnicas que indique el motor en su chapa de datos acoplada a la carcasa del mismo. Los motores trifásicos tienen seis bornes, distribuidos en tres superiores e inmediatamente abajo 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 aparecen entre las impedancias o resistencias se encuentran en fase con 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 entendernos mejor, que las intensidades.

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Además, tenemos otras tres intensidades de línea: I1, I2 e I3 , a las cuales, si les 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:

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y aplicando nuestros conocimientos en trigonometría, obtenemos el siguiente desarrollo ecuacional:

Lo cual, si generalizamos obtendremos la siguiente ecuación:

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Desarrollo de la actividad

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 circuito de conexión de estrella aplicaremos un voltaje de 220v en cada bobina, provocando por su conexión un punto de unión entre ellas, lo podemos llamar neutro flotante. También podemos observar que la corriente de fase y la corriente de línea son prácticamente las mismas, es decir no hay variación entre la corriente (ILR), (ILS), (ILT).A continuación veremos el circuito experimentado en clases.

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VOLTAJES VL Y VFVLR 402VLS 348VLT 407VFR 285VFS 235VFT 232

CORRIENTES IL Y IF ILR O,O82 AILS 0,081 AILT 0,081 AIFR 0,081 AIFS 0,082 AIFT 0,081 A

CONEXIÓN TRIANGULO

En la conexión triangulo aplicada al circuito RLC en cada punto se aplica un voltaje de 380v, también notificaremos 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.

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VOLTAJES VL Y VFVLR 402VLS 348VLT 407

CORRIENTES IL Y IF ILR 0,523AILS 0,526AILT 0,528AIFR 0,296 AIFS 0,305AIFT 0,304 A

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 es dividido por raíz de tres.

La conexion estrella lo que hace es conectar los terminales de RST en un terminal de cada bobina y estas están unidas en un punto central y ese punto 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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