Conseguir una corriente trifásica. Un sistema polifásico es un sistema corriente alterna, que consta de varios circuitos en los que la fem. Las fuentes de energía tienen la misma frecuencia, pero están desfasadas. Un circuito monofásico en tal sistema se llama fase. Cada f.e.m. puede actuar en su propio circuito y no estar asociado con otras fem. En este caso, el sistema eléctrico se llama desacoplado. Aplicación amplia En la práctica, se han obtenido sistemas multifásicos acoplados, en los que las fases individuales están conectadas eléctricamente entre sí.

En comparación con la corriente monofásica, la corriente multifásica tiene una serie de ventajas. Para transmitir la misma potencia, se requiere una sección transversal más pequeña de cables. Los motores y electrodomésticos de CA utilizan un campo magnético giratorio generado por bobinas o devanados estacionarios.

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De todos los sistemas de corriente multifásica, la corriente trifásica se ha generalizado en la práctica. El flujo de corriente trifásica se puede explicar de la siguiente manera. Si en un campo magnético uniforme (Fig. 1) se colocan tres vueltas en un ángulo 120° una a la otra, y las giramos con una velocidad angular constante, se inducirán fem en las bobinas, que también se desfasarán por 120°. En la industria, para obtener una corriente trifásica, se hacen tres devanados en el estator de un alternador, desplazados uno respecto del otro por 120°. Estos devanados se denominan fases del generador.

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Conexiones estelares. Al conectar los devanados de fase del generador o consumidor de tal manera que los extremos de los devanados se cierran en uno punto común, y conectando el comienzo de los devanados a los cables lineales, obtenemos una conexión llamada estrella (Fig. 2). Por lo tanto, vemos que cuando se forman tres sistemas de CA monofásicos en un sistema trifásico conectado en estrella, en lugar de seis cables, solo se requieren cuatro. Convencionalmente, una conexión en estrella se indica con el signo Y . Los puntos en los que se conectan los extremos de los devanados de fase se denominan cero, y el cable que los conecta se denomina cero o neutro. Los tres cables que conectan los extremos libres de las fases del generador con los extremos de las fases del consumidor se denominan lineales.

Con un sistema simétrico trifásico con carga uniforme, no se necesita un cable neutro; toda la energía se puede transmitir a través de tres cables. Sin embargo, cuando se incluyen consumidores monofásicos en el circuito eléctrico, es imposible lograr una carga uniforme de las fases. Por lo tanto, en tales casos, es necesario un cable neutro, aunque su sección transversal sea igual a la mitad de la sección transversal de un cable lineal.

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Con tal conexión, el final de la primera fase está conectado al comienzo de la segunda, el final de la segunda, al comienzo de la tercera y el final de la tercera, al comienzo de la primera fase, y lineal los cables están conectados a los puntos de conexión de las fases (Fig. 3). La conexión triangular se denota convencionalmente con el signo Δ .

Cuando están conectadas por un triángulo, las fases del generador forman un circuito cerrado con poca resistencia. Si los devanados están conectados incorrectamente, la fem. puede duplicarse. Con una baja resistencia del circuito, se puede establecer un modo cercano a un cortocircuito.

Cuando se conecta en un delta, cada devanado de fase crea linea de voltaje. La tensión de fase en este caso es igual a la tensión lineal. La conexión triangular se utiliza para cargas de iluminación y potencia.

En los motores de corriente trifásica, generalmente se emiten los seis extremos de los tres devanados, que, si se desea, se pueden conectar en estrella o triángulo.

En este breve artículo, sin entrar en la historia de las redes de CA, entenderemos la relación entre los voltajes de fase y lineales. Responderemos preguntas sobre qué es el voltaje de fase y qué es el voltaje lineal, cómo se relacionan entre sí y por qué estas relaciones son exactamente así.

No es ningún secreto que hoy en día la electricidad de las plantas generadoras es suministrada a los consumidores por líneas de alta tensión líneas eléctricas con una frecuencia de 50 Hz. Sobre el subestaciones transformadoras el alto voltaje sinusoidal se reduce y se distribuye a los consumidores al nivel de 220 o 380 voltios. En algún lugar la red es monofásica, en algún lugar trifásica, pero averigüémoslo.

Valor efectivo y valor de amplitud del voltaje

En primer lugar, notemos que cuando dicen 220 o 380 voltios, se refieren a los valores de voltaje efectivo, expresados ​​​​en lenguaje matemático: Voltajes RMS. ¿Qué significa?

Esto significa que, de hecho, la amplitud Um (máxima) de una tensión sinusoidal, Umf de fase o Uml lineal, es siempre mayor que este valor efectivo. Para un voltaje sinusoidal, su amplitud es mayor que el valor efectivo por la raíz de 2 veces, es decir, 1.414 veces.

Entonces, para un voltaje de fase de 220 voltios, la amplitud es de 310 voltios, y para un voltaje de línea de 380 voltios, la amplitud será de 537 voltios. Y dado que el voltaje en la red nunca es estable, estos valores pueden ser más bajos o más altos. Siempre se debe tener en cuenta esta circunstancia, por ejemplo, a la hora de elegir condensadores para un motor asíncrono trifásico.

Tensión de red de fase

Los devanados del generador están conectados de acuerdo con el esquema de "estrella" y están unidos por los extremos de X, Y y Z en un punto (en el centro de la estrella), que se denomina punto neutro o cero del generador. . Este es un cuatro hilos circuito trifasico. Los cables de línea L1, L2 y L3 están conectados a los terminales de los devanados A, B y C, y el cable neutro N está conectado al punto cero.

Los voltajes entre el terminal A y el punto cero, B y el punto cero, C y el punto cero, se denominan voltajes de fase, se denotan por Ua, Ub y Uc, pero como la red es simétrica, simplemente puede escribir Uph - voltaje de fase.

En las redes de CA trifásicas en la mayoría de los países, el voltaje de fase estándar es de aproximadamente 220 voltios: el voltaje entre el cable de fase y el punto neutro, que generalmente está conectado a tierra, y su potencial se toma como cero, razón por la cual también es llamado punto cero.

Linea de voltaje red trifásica

Las tensiones entre el borne A y el borne B, entre el borne B y el borne C, entre el borne C y el borne A, se denominan tensiones lineales, es decir, son tensiones entre los conductores lineales de una red trifásica. Se designan Uab, Ubc, Uca, o simplemente puede escribir Ul.

El voltaje de línea estándar en la mayoría de los países es de aproximadamente 380 voltios. Es fácil ver en este caso que 380 es 1.727 veces mayor que 220 y, despreciando las pérdidas, es claro que esto es Raíz cuadrada de 3, eso es 1.732. Por supuesto, el voltaje en la red fluctúa todo el tiempo en una dirección u otra dependiendo de la carga actual de la red, pero la relación entre voltajes lineales y de fase es exactamente la misma.

En ingeniería eléctrica, a menudo se usa el método de imagen vectorial. El método se basa en la posición de que cuando un determinado vector U gira alrededor del origen con una velocidad angular constante ω, su proyección sobre el eje Y es proporcional al seno de ωt, es decir, el seno del ángulo ω entre el vector U y el eje X, que se determina en cada momento del tiempo.

La gráfica de la dependencia del valor de proyección en el tiempo es una sinusoide. Y si la amplitud del voltaje es la longitud del vector U, entonces la proyección que cambia con el tiempo es el valor del voltaje actual, y la sinusoide U(ωt) refleja la dinámica del voltaje.

Entonces, si ahora representamos un diagrama vectorial de voltajes trifásicos, resulta que hay ángulos idénticos de 120 ° entre los vectores de las tres fases, y luego si las longitudes de los vectores son los valores efectivos de los voltajes de fase Uf, entonces para encontrar los voltajes lineales Ul, es necesario calcular la DIFERENCIA de cualquier par de vectores de voltajes de dos fases. Por ejemplo Ua - Ub.

Habiendo completado la construcción por el método del paralelogramo, veremos que el vector Ul \u003d Ua + (-Ub), y como resultado Ul \u003d 1.732 Uf. Por lo tanto, resulta que si los voltajes de fase estándar son de 220 voltios, entonces los voltajes lineales correspondientes serán de 380 voltios.

Una de las opciones para sistemas de circuitos eléctricos multifásicos es un circuito trifásico. En los circuitos eléctricos multifásicos se produce la acción de fuerzas electromotrices sinusoidales con la misma frecuencia. Se diferencian entre sí en fase y se crean a partir de una fuente común de energía. En los circuitos trifásicos, los parámetros importantes son la tensión de fase y de línea, que difieren en sus características eléctricas.

que es una fase

Cada parte de un sistema polifásico que tiene la misma característica de corriente se llama fase. Por lo tanto, la definición de la fase tiene un doble significado en ingeniería eléctrica. En primer lugar, como un valor que cambia sinusoidalmente y, en segundo lugar, como una parte separada en un sistema de circuitos eléctricos multifásicos. El número de fases determina el nombre de los circuitos: bifásico, hexafásico, etc.

Los circuitos más comunes en la energía moderna son trifásicos. Presentan una serie de ventajas frente a otro tipo de circuitos, tanto monofásicos como polifásicos. Son más económicos en la producción y transmisión de electricidad. El voltaje trifásico resulta de la rotación del imán dentro de la bobina. Con su ayuda, se forma simplemente una circular giratoria, lo que garantiza el trabajo. motores de inducción. Este fenómeno se conoce como EMF o de otra manera, fuerza electromotriz inducción.

El imán giratorio se llama rotor y las bobinas que lo rodean forman el estator. El voltaje de CA se obtiene convirtiendo Voltaje constante cuando la línea recta asume una configuración sinusoidal con valores positivos y negativos variables.

El cambio en el flujo magnético ocurre debido a la rotación del rotor, lo que conduce a la formación de un voltaje alterno. El estator tiene tres bobinas, cada una con su propio circuito eléctrico. Cada bobina se desplaza entre sí 120 grados alrededor de la circunferencia. Bajo la acción de un imán giratorio en todas las bobinas, el mismo voltaje de corriente alterna entre fases en una red trifásica.

Los circuitos trifásicos permiten obtener dos voltajes de funcionamiento en una instalación: fase y lineal.

Tensión de fase y de línea en circuitos trifásicos

Voltaje de fase: ocurre entre el comienzo y el final de cualquier fase. De otra forma, también se define como la tensión entre uno de los hilos de fase y el hilo neutro.

Lineal: se define como interfase o entre fases, que surge entre dos cables o terminales idénticos de diferentes fases.

Teniendo en cuenta los voltajes y corrientes de fase y lineales, debe tenerse en cuenta que el indicador de voltaje de fase es aproximadamente el 58% de los parámetros de voltaje lineal. Así, en condiciones normales de funcionamiento, los indicadores lineales son los mismos y superan a los de fase en 1,73 veces. Es decir, si el voltaje lineal es 380, ¿cuál es el voltaje de fase que se puede determinar usando este coeficiente?

En una red trifásica, el voltaje generalmente se estima a partir de los datos de voltaje de línea. Para líneas trifásicas que parten de la subestación se establece una tensión lineal de 380 voltios. Esto corresponde a una fase de 220 voltios. En redes trifásicas de cuatro hilos, la tensión nominal se indica con la designación de ambos valores: 380/220 V. Esto significa que se conectan tanto dispositivos con 380 voltios como dispositivos monofásicos con 220 voltios. a tal red.

El más extendido es el sistema trifásico de 380/220 voltios con hilo neutro puesto a tierra. Los aparatos eléctricos monofásicos de 220 voltios se conectan a la tensión de línea entre cualquier par de cables de fase. Los aparatos eléctricos trifásicos están conectados a tres cables de fase diferente. En este último caso, no se requiere el uso de un cable neutro, aumentando el riesgo de descarga eléctrica cuando se rompe el aislamiento.

La diferencia entre el voltaje de línea y la fase.

Antes de considerar el significado práctico de estos parámetros, es necesario saber exactamente cómo difieren entre sí los voltajes lineal y de fase. Tensión interfacial definida en circuito trifasico puede ocurrir entre dos fases, o entre una de las fases y el cable neutro. Tal interacción se hace posible debido al uso de un circuito trifásico de cuatro hilos en el circuito. Sus principales características son el voltaje y la frecuencia.

La tensión que se produce entre dos conductores de fase se considera lineal, y entre fase y cero se produce fase. El voltaje de línea se usa para calcular corrientes y otros parámetros de un circuito trifásico. Es posible conectar a dichos circuitos no solo contactos trifásicos, sino también monofásicos, por ejemplo, varios electrodomésticos. Valor nominal El voltaje de línea es de 380 V. A veces cambia bajo la influencia de varios factores que aparecen en red local. Por lo tanto, todas las principales diferencias entre ambos tipos de voltajes radican en los métodos de conexión de los devanados.

La tensión de línea se ha convertido en la más extendida, debido al uso seguro y la distribución conveniente de las redes. Un multímetro es suficiente para medirlo, mientras que determinar las características del voltaje de fase requiere el uso de voltímetros, sensores de corriente y otros dispositivos especiales.

El control y alineación de este parámetro se realiza mediante . Este dispositivo asegura el mantenimiento de este indicador en el nivel estándar, incluso normaliza el aumento de voltaje.

Uso de voltaje de línea y de fase

Un ejemplo clásico del uso de voltajes de línea y de fase son las conexiones que se usan en la puesta en marcha. generador trifasico. Su diseño incluye primaria y devanados secundarios, que puede estar conectado por una estrella o un triángulo.

El esquema del "triángulo" implica la conexión del final de la primera fase con el comienzo de la segunda. Además, cada conductor de fase está conectado a los cables de línea de la fuente de corriente. Como resultado, las corrientes se igualan y el voltaje de fase se vuelve igual al lineal. Los motores eléctricos y los transformadores se conectan de la misma manera.

Otra opción es el esquema "estrella". En este caso, los comienzos de todos los devanados están conectados a la misma red mediante puentes. Por lo tanto, una corriente con las características de esta red fluirá hacia los devanados y el voltaje de fase a fase interactuará con todos los contactos activos.

Entre dos conductores de fase, a veces se denomina interfacial o interfacial. Se considera que la tensión de fase está entre el cable neutro y uno de los cables de fase. En condiciones normales de funcionamiento, los voltajes de línea son los mismos y superan los voltajes de fase en 1,73 veces.

Voltajes de operación de un circuito trifásico

Los circuitos trifásicos tienen una serie de ventajas sobre los circuitos monofásicos y monofásicos, con su ayuda es fácil obtener un campo magnético circular giratorio, lo que garantiza el funcionamiento de los motores asíncronos. La tensión de un circuito trifásico se estima por su tensión lineal, para líneas que parten de subestaciones se fija en 380 V, que corresponde a una tensión de fase de 220 V. Para indicar la tensión nominal de un circuito trifásico de cuatro red de cable, se utilizan ambos valores: 380/220 V, enfatizando que puede conectarse no solo dispositivos trifásicos, diseñado para una tensión nominal de 380 V, pero también monofásico - para 220 V.

Una fase es una parte de un sistema multifásico que tiene la misma característica de corriente. Independientemente del método de conexión de las fases, hay tres voltajes de un circuito trifásico que son idénticos en términos del valor efectivo. Están desplazados entre sí en fase por un ángulo de 2π/3. Un circuito de cuatro hilos, además de tres voltajes lineales, también tiene voltajes trifásicos.

Tensiones nominales

Los voltajes nominales más comunes para los receptores de CA son 220, 127 y 380 V. Los voltajes de 220 y 380 V se usan con mayor frecuencia para alimentar dispositivos industriales, y los de 127 y 220 V se usan para dispositivos domésticos. Todas ellas (127, 220 y 380 V) se consideran tensiones nominales de una red trifásica. Su presencia en una red de cuatro hilos permite conectar receptores monofásicos diseñados para 220 y 127 V o 380 y 220 V.

Diferencias en los sistemas de distribución de energía

El sistema trifásico de 380/220 V con neutro puesto a tierra más utilizado, sin embargo, existen otras formas de distribuir la electricidad. Por ejemplo, en varias localidades, puede encontrar un sistema trifásico con un neutro aislado sin conexión a tierra y un voltaje de línea de 220 V.

En este caso, no se requiere el cable neutro, y la probabilidad de derrota descarga eléctrica en caso de falla del aislamiento, se reduce debido a un neutro sin conexión a tierra. Los receptores trifásicos se conectan a cables trifásicos y los receptores monofásicos se conectan al voltaje de línea entre cualquier par de cables de fase.