1-Generacion de Un Sistema Trifasico-41diap-2014a

LA GENERACIÓN DE UN

SISTEMA TRIFÁSICO

• ¿Qué es un sistema polifásico?

• ¿Qué es un generador trifásico?

• Generador conexión en Y o en Delta

1

EXPOSITOR

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP

NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

GENERADOR SÍNCRONO TRIFÁSICO

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

2

TENSIONES TRIFÁSICAS

N

S

90°60°30° 120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 360°

u

t-30°-60°-90°-120°

120° 120°

Las tres tensiones se obtienen consecutivamente DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

3

Sistema Polifásico

• Un sistema polifásico de “n” fases esta formado por “n” fuentes con las siguientes características:

– Igual tensión.

– Igual frecuencia.

– Desfasadas entre sí “360°/n”.

• El sistema más usado es el trifásico:

3 tensiones.

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

4

Definición de

Sistema Trifásico • Es un sistema polifásico de “3” fases con igual

frecuencia y de la siguiente forma:

U1=U0°

U2=U-120°

U3=U+120°

• Un sistema trifásico transmite la misma potencia con

menores intensidades de corriente en los conductores y

por ello con menores perdidas.

• Los mas importante es que si una fuente trifásica

energiza un tres bobinas el campo magnético resultante

de ello será giratorio y de magnitud constante

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

5

El generador Trifásico

Los generadores de fase

+T1

-T2

+S1

-S2

+R1

-R2

• Los generadores de fase podrían alimentar circuitos

separados.

• El generador trifásico presenta tres o cuatro líneas

de salida. ¿qué clase de conexión tiene?

¿6 líneas?

¿Como?

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

6

Las tensiones de fase

• La tensión de cada

generador “monofásico” se

denomina “tensión de

fase”.

120°

120°

120° URR`

USS`

UTT`

0FRR UU ´

120FSS UU ´

120FTT UU ´

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

7

Las Conexiones de un Generador

trifásico

La forma como se conectan entre sí

las bobinas de cada fase de los

generadores, define el “tipo” de

generador trifásico.

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

8

Conexiones del generador

trifásico

+R1

-R2

+T1-T2

-S2

+S1

Generador conectado en estrella.

Conexión Y

+R1

-R2

+S1-S2

+T1

-T2

Generador conectado en Triangulo o Delta.

Conexión D

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9

Tensiones en un Generador en

Estrella

R

S

OURS

UST

UTR

T

-

-

+

+

-

+R

S

T

Punto centrode la estrella

IR

IS

IT

Generador con 3 líneas R, S y T 3 Tensiones y 3 corrientes de línea

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

10

El Generador en Estrella

Tensiones de Fase y de

Línea R

S

O

USO

URO

URS

T

-

-

+

+

-

+R

S

T

La tensión de línea o entre líneas RS es la composición de las tensiones RO y SO.

SORORS UUU

+

+

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

11

El Generador en Estrella

Tensiones de Fase y de

Línea

URO

USO

120°

URO

-U SO

60°

URO

-U SO

URS

30°60°

URO

-U SO

URS

30°60°

ULINEA

UFASE

USO

120°

SORORS UUU

FASELINEA UU 302cos

FASELINEA UU 3

El modulo de la tensión de línea

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

12

Tensiones en un Generador en

Estrella

URO

-USO

URS

USO

-UTO U

ST

UTO

-URO

UTR

120°

30°60°

• Las tensiones de línea son composiciones de las tensiones de fase.

URS

UTR

UST

120°

120°

120°

Las tensiones de línea están desfasadas 120° entre sí.

URO

-USO

URS

USO

-UTO U

ST

UTO

-URO

UTR

120°

30°60°

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

13

Las tensiones en el generador

en estrella • Las tensiones de

fase

– URO=UF0°

– USO=UF-120°

– UTO=UF+120° U

RO

-USO

URS

USO

-UTO U

ST

UTO

-URO

UTR

120°

30°60°

Las tensiones de línea URS=UL30°

UST=UL-90°

UTR=UL+150°

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

14

Las Corrientes en un

Generador en Estrella

R

S

O

T

-

-

+

+

-

+R

S

T

IR

IS

IT

Generador con 3 líneas R, S y T

IR

IS

IT

La corriente de fase es la corriente que circula por la línea.

FASELINEA II

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

15

Tensiones en un Generador en

Estrella con neutro

R

S

N

UTO

USO

URO

URS

UST

UTR

T

-

-

+

+

-

+R

S

T

N

Generador con líneas R, S, T y N

3 Tensiones de línea y 3 tensiones de fase

Neutro “N”

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

16

Tensiones en un Generador en

Triangulo

• En el generador conectado en triangulo las tensiones

de fase y las tensiones entre líneas son iguales.

+

-

+-

+

-

URS

UST

UTR

UR1R2

US1S2

UT1T2

R1

R2

S1S2

T1

T2

IR

IS

IT

ISR

ITSIRT

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

17

• Las tensiones de

línea y fase son

iguales.

URS=U0°

UST=U-120°

UTR=U+120° UR1R2

=URS

120°

120°

120°

US1S2

=UST

UR1R2

=URS

Las Tensiones en un

Generador en Triangulo

FASELINEA UU

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

18

Las Corrientes en un Generador

en Triangulo

• Las corrientes que circulan por el generador componen las corrientes de línea, por ejemplo: IR=ISR-IRT

+

-

+-

+

-

UR1R2

US1S2

UT1T2

R1

R2

S1S2

T1

T2

IR

IS

IT

ISR

ITSIRT

R

S

T

ISR

-I TS

I RITS

IRT

-I SR

-I RTI S

IT

30°

120°

120°

120°

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

19

El Sistema Trifásico

• Un sistema trifásico puede ser alimentado por un generador conectado en Estrella o en Triángulo.

• Las tensiones de línea estarán desfasadas 120° entre sí y tendrán el mismo modulo.

URS

IR

IS

IT

UST

UTR CARGATRIFASICA

R

S

T

+

+

+

GENERADORTRIFASICO

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

20

CONVENCIONES DEL

SISTEMA TRIFÁSICO

• La dirección de las corrientes trifásicas es de la fuente hacia la carga.

• La polaridad de las tensiones se define: – URS – el terminal R

es (+)

– UST – el terminal S es (+)

– UTR – el terminal T es (+)

CARGATRIFASICA

IR

IS

IT

URS

UST

+

-+

-

UTR

+

-

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

21

LAS CARGAS TRIFÁSICAS

LOS MOTORES ELÉCTRICOS Y LA MAYOR

PARTE DE LAS CARGAS INDUSTRIALES

SON TRIFÁSICAS BALANCEADAS.

¿BALANCEADAS?¿CARGA TRIFÁSICA?

22

LAS CARGAS TRIFÁSICAS

• La carga trifásica es alimentada simultaneamente por las tres líneas.

• Clasificación por su conexión – Carga en estrella.

– Carga en triángulo.

• Clasificación por su magnitud – Carga Balanceada.

– Carga Desbalanceada

CARGATRIFASICA

IR

IS

IT

URS

UST

+

-+

-

UTR

+

-

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

23

Las Cargas Trifásicas

Balanceadas

Carga balanceada conectada en estrella.

Carga en estrella

Carga balanceada en Triangulo o Delta.

Carga en tríangulo

Z Ø

Z Ø

Z Ø

R

S

T

S

T

R

Z Ø

Z Ø

Z Ø

Impedancias de fase iguales

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE 24

Carga Trifásica en Estrella

S

T

R

Z Ø

Z Ø

Z Ø

ILINEA

ILINEA

ILINEA

UFASE

ULINEA

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

25

Carga en estrella

Corrientes de Línea (Fase)

• Supongamos que la carga es alimentada por un generador en estrella.

• Cada impedancia de fase es alimentada por un generador de fase.

Z

Z

Z

R

S

T

N

URN

IR

IS

IT

IN

+

++

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

26

Carga en estrella

Corrientes de Línea

• La corriente se calcula a partir de la tension de fase UF y al impedancia de fase Z.

Z

R

N

URN

IR

IN

+

Z

UI

Z

UI F

RRN

R

0

0Z

UI FR

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

27

Carga en estrella

Corrientes de Línea

ZS

N

IS+

Z

T

IT

IN

+

N

120

120

Z

UI

Z

UI

FS

FS

120

120

Z

UI

Z

UI

FT

FT

28

Carga en estrella

Corrientes de Línea

URN

IR

USN

IS

UTN

Ø

URN

USN

IS

UTN

Ø

URN

USN

IS

IT

UTN

Ø

0

0

FR

FRN

II

UU

120

120

FS

FSN

II

UU

120

120

FT

FTN

II

UU

29

Tensiones y Corrientes

trifásicas

URN

USN

UTN

120°

120°

120°

URN

UTN

USN

La suma de las tensiones trifásicas balanceadas es CERO. ¿Qué sucede con las tres corrientes de línea?

RI

URN

USN

UTN

Ø

Ø

ØIS

IT

RI

IS

IT

0xI

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

30

Carga en estrella

Corrientes de Línea

Z

Z

Z

R

S

T

N

URN

IR

IS

IT

IN

+

++

N´

• La corriente en el neutro se calcula aplicando LKI en el punto N´ de la impedancia trifásica

0 TSRN IIII

0NI

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

31

Carga en estrella

Corrientes de Línea

Z

Z

Z

R

S

T

URS

IR

IS

IT

+

++

N´

URN´

USN´

• Las tensiones de línea son composiciones de las tensiones de fase y como las impedancias son iguales, la tensión aplicada a cada Z es la tensión de fase correspondiente. Entonces las corrientes de línea siguen siendo las mismas del caso anterior.

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

32

Carga en estrella

Corrientes de Línea

Z

Z

Z

URS

IR

IS

IT

N´

URN´

USN´

• La fuente es trifásica y sus tensiones de línea se descomponen en tensiones de fase que se aplican a cada impedancia.

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

33

R

S

T

ZZ

Z

IR

IS

IT

IRSITR

URS

UST

UTR

+

+

Carga en triángulo

Corrientes de Línea

La tensión de línea se aplica a cada impedancia de fase, creando una corriente en la misma.

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

34

Carga en triángulo

Corrientes de Línea

R

S

Z

IRSITR

URS

UTR

+

+

R

T

Z

ITR

UTR

+

0

0

Z

U

Z

U

Z

UI FFRSRS

120

120

Z

U

Z

U

Z

UI FFTRTR

1200Z

UIy

Z

UI F

TRF

RS

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

35

R

S

T

ZZ

Z

IR

IS

IT

IRSITR

URS

UST

UTR

+

+

Carga en triángulo

Corrientes de Línea

TRRSR III

La corriente de línea R se calcula con LKI en el nodo R

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

36

Carga en triángulo

Corrientes de Línea

URS

IRS

ITR

UTR

Ø

Ø

TRRSR III

FASELINEA

FASELINEA

II

II

3

302

cos

30°

TR-I

IRS

IR

ILINEA

IFASE

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

37

URS

IRS

Ø

-ITR

IR

30°

Carga en triángulo

Corrientes de Línea

Ø + 30°

URS

IR

La corriente de línea IR

TRRSR III

La corriente de línea IR esta desfasada con respecto a la tensión URS 30

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

38

IRS

UST

IST

Ø

Ø

-IRS

IS

30°

Carga en triángulo

Corrientes de Línea

La corriente de línea IS es

RSSTS III

UST

Ø + 30°

IS

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

39

IST

ITR

UTR

Ø

-IST

IT

30°

La corriente de línea es

UTR

Ø + 30°

IT

STTRT III

Carga en triángulo

Corrientes de Línea

DR. ING. ELECTRÓNICO CIP NOÉ CHÁVEZ TEMOCHE

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