La potencia de un motor trifàsic es aproximadament a un 150% major que la de un motor monofàsic.

Els conductores necessaris son el 75% de la grandària per a un sistema monofàsic amb la mateixa potencia.

La potencia proporcionada per un sistema trifàsic mai cau a cero mentres que la proporcionada per un sistema monofàsic cau a cero tres vegades per cinc

 

 

Generació de corrent alterna trifàsica


Podem aconseguir un sistema trifàsic fent girar, en un camp magnètic, tres espires situades físicament a 120° unes de les altres.

Una altra forma de fer-ho consisteix a fer girar un camp magnètic (imant o electroimant) i situar tres bobines al seu voltant decalades 120° unes de les altres.

En ambdós casos aconseguim tres tensions alternes sinusoïdals de la mateixa freqüència i amplitud, però desfasades 120° entre si.

En el primer cas, per ser les tensions a l’exterior, cal un sistema d’anells rosant si escombretes col·lectores que a les tensions usuals, de 10 a 20 kV, gener encerts problemes elèctrics i metges. Per això és més comú, situar-les bobines en l’estator dotant al rotor d’un potent electroimant que, en ser alimentat per un corrent continu, genera el camp magnètic.

Aquests tres bobinats poden connectar entre si, en triangle o en estrella:

 

Sistemes de tensions trifàsics

 

Si els bobinatges d’un alternador trifàsic es connecten en triangle, la tensió monofàsica de cada bobinat es correspon amb la Tensió entre dues línies.

 

La tensió entre línies s’anomenen tensió de línia i formen 120° entre si.

 

En el cas de connectar els bobinats en estrella, tenim un nou punt comú en el qual s’uneixen els tres bobinats. D’aquest punt surt un nou conductor denominat neutre i. sovint, es connecta a terra, assignant-li tensió nul·la.

 

Cada tensió de línia, per la llei de Kirchhoff. és la suma (resta) de les tensions de dos bobinats, entre cada línia i el neutre. A aquestes tensions, entre línia i neutre les hi denomina tensions de fase.

Les tensions de fase formen també 120 ° entre si i es troben 30° en retard de les corresponents tensions de línia, sent en mòdul, arrel de tres vegades menors que aquelles.

En mòduls:

 

 

 

Càrrega trifàsica equilibrada en triangle

 

Les càrregues trifàsiques equilibrades es componen de tres impedàncies iguals, tant en mòdul com en angle.

 

Cada impedància està col·locada entre dues línies.

 

Trucar tensió de fase a la tensió en extrems de cada impedància i, en triangle, és igual a la tensió de línia o tensió entre línies.

 

La intensitat per cada impedància es denomina intensitat de fase, i per la llei d'Ohm, és el quocient entre la tensió de fase i la impedància.

 

Tindrà a més un retard respecte a aquesta tensió igual a l’angle de la impedància.

 

Per la llei de nusos de Kirchhoff. cada intensitat de línia és la suma (resta) de dues intensitats de fase i el seu mòdul val arrel de tres vegades la d’una fase.

 

 

Atès que les tres impedàncies són iguals, les intensitats també ho seran, i el diagrama vectorial serà simètric. Per això se sol representar únicament el diagrama d’una fase, pressuposant els altres dos iguals ja 1200.

 

 

Pas d’estrella a triangle equivalent

 


Càrrega trifàsica equilibrada en estrella


Les càrregues trifàsiques equilibrades es componen de tres impedàncies mòdul com en angle.


Cada impedància està col·locada entre una línia i el neutra.


En estrella, la tensió de fase en extrems de cada impedància, és rel de tres vegades que la tensió de línia.

 

La intensitat per cada impedància o intensitat de fase, per la llei d'Ohm, és el cosinet entre la tensió de fase i la impedància, amb un desfasament respecte a aquesta tensió igual al angle de l’impedància.

 

En estrella, les intensitats de línia coincideixen amb les de fase.


La Intensitat del neutre és nul·la. Per la llei de Kirchhoff, és la suma vectorial de les tres intensitats de línia, 
que, en ser equilibrades, d’igual mòdul i desfasa da 120° entre sí, s’anul·len i sumen zero.


Atès que les tres impedàncies són iguals, les intensitats també ho són, i el diagrama vectorial és simètric. Per això se sol representar només el diagrama de una fase, suposant els diagrames de les altres fases iguals 120 °.

 

Potència trifàsica

 

Amb càrregues trifàsiques desequilibrades serà necessari calcular la potència de cadascuna de les fases i després sumar les tres.

 

 

 

En el cas que les càrregues siguin equilibrades, les tres tenen el mateix valor i, Q = 3 • VE • 1F • sen per tant, n’hi haurà prou amb multiplicar per tres la potència d’una fase.

 

 

Com els valors de línia són més accessibles per a la seva mesura i més útils per al càlcul de les proteccions i de les seccions dels conductors, se sol utilitzar més la fórmula expressada en funció dels valors de línia

 

Càrregues monofàsiques en paral·lel

 

Els aparells dissenyats per a les instal·lacions trifàsiques es calculen per funcionar a la mateixa tensió i freqüència: 400 V i 50 Hz a Espanya.

 

Es connecten en paral·lel a les tres fases i el neutre i, a més de la tensió i freqüència de la xarxa, solem conèixer la seva potència activa i el seu factor de potència, podent calcular la seva intensitat i la seva potència reactiva

 

 

Les potències actives (part real de la potència) es poden sumar entre si per obtenir la potència activa total i de forma anàloga les potències reactives.

 

 

De la potència aparent total, es dedueix la intensitat total de la instal·lació:

 

Correcció del factor de potència

 

A causa de les càrregues inductives (motors, reactàncies, etc.) La intensitat es retarda de la tensió i el factor de potència disminueix i es necessita una major intensitat per aconseguir la mateixa potència activa.

 

Més de 0.8 es considera correcte. entre 0,6 i 0.8 hauria de corregir i per sota de 0.6 poden fins i tot obligar-nos a corregir-lo o tallar el subministrament.

 

La potència reactiva inductiva de la instal·lació, es pot compensar instal·lant bateries de condensadors, normalment en triangle, per requerir menys capacitat, encara que també es poden col·locar en estrella, a menor tensió.

 

 

 

 

 

 

Càlcul de seccions trifàsiques

 

Les seccions dels conductors de línies trifàsiques han de complir dues condicions:

 

Suportar la intensitat màxima:

 

Amb la intensitat màxima prevista (es sol incrementar un 25%), busquem a les taules la secció que la suporti.

 

Respectar la caiguda de tensió màxima:

 

Amb la caiguda de tensió permesa en volts (sol venir donada en%) hàgim la secció.

 

 

 

Triem la major de les dues seccions.

Se solen tornar 70 ° C per conductors de coure aïllats en PVC i 90 ° per a la resta i caigudes de tensió del 5% en general i del 3% en il·luminació.

 

 

Càrregues trifàsiques desequilibrades

 

Les càrregues trifàsiques desequilibrades es componen de tres impedàncies diferents, en mòdul i / o en angle.

 

Càrrega desequilibrada en triangle 

 

Les tensions de fase i les de línia són iguals. Dividint cada tensió de fase per la seva impedància corresponent. segons la llei d'Ohm, s’obtenen les intensitats de fase amb el seu angle. Per obtenir cada intensitat de línia apliquem la llei de nusos de Kirchhoff a cada nus, operant vectorialment.

 

Càrrega desequilibrada en estrella amb neutre 

 

El sistema de tensions es considera equilibrat amb les de fase arrel de tres vegades menors i desfasades 30 ° de les de línia. Les intensitats es calculen per la llei d'Ohm com a quocient entre cada tensió de fase i cada impedància corresponent. El neutre absorbeix el desequilibri, circulant per ell una intensitat igual a la suma vectorial de les intensitats per les línies.

 

Càrrega desequilibrada en estrella sense neutre 

 

La forma més senzilla d’analitzar aquest tipus de connexió és calcular el triangle d’impedàncies equivalent i resoldre’l. Els valors de línia calculats i la potència total seran iguals als de l’estrella sense neutre equivalent.

 

 

 

 

 

  Rafa Normal Rafel 86 533 2012-02-25T09:59:00Z 2012-06-09T08:38:00Z 1 1253 6892 57 16 8129 11.9999