Cómo obtener energía trifásica
Bienvenido a este vídeo animado que te explicará rápidamente la alimentación trifásica. También explicaré el misterio que hay detrás de por qué las 3 líneas de alimentación están separadas 120 grados porque es una pieza crucial para entender la alimentación trifásica.
Este ejemplo es diferente del que yo utilizaría para describir cómo utiliza la energía un motor trifásico. En el vídeo sobre la corriente alterna, mostramos cómo hacer girar un imán sobre un cable hacía que la corriente fluyera de un lado a otro. Ahora vamos a hacer pasar un imán por 3 hilos y veremos el efecto que tiene sobre la corriente en cada hilo.
Para explicar mejor el concepto, vamos a utilizar la esfera de un reloj y decir que la línea 1 está en la posición de las doce en punto. Los electrones de la línea 1 fluirán hacia el polo norte del imán. ¿Qué ocurre cuando el imán gira 90 grados?
Como vimos en el vídeo de la corriente alterna, como el imán es perpendicular a la línea 1, los electrones de la línea 1 dejarán de moverse. Entonces, cuando el imán oscile más de 90 grados y el polo sur del imán se acerque a la línea uno, los electrones se invertirán, lo que significa que la dirección de la corriente se invertirá. Esto se describió en detalle en el vídeo sobre la corriente alterna. Si ha hecho clic en este vídeo sin tener un conocimiento profundo de la corriente alterna, por favor, vea primero ese vídeo.
Por qué trifásico
Los generadores monofásicos y trifásicos pueden ser primos en el árbol genealógico de la producción de energía, pero las empresas y los administradores de edificios no deben cometer el error de confundirlos para las necesidades energéticas de sus instalaciones. Aunque ambos pueden funcionar para generar energía primaria para equipos comerciales e industriales para aplicaciones fuera de la red o energía alternativa en caso de cortes, la gente se pregunta continuamente acerca de las diferencias entre los generadores monofásicos y trifásicos, lo que cada uno puede alimentar y durante cuánto tiempo.
Son preguntas naturales. Como propietario de una empresa o inmueble, gestor de instalaciones o simplemente como particular que desea mantener sus operaciones y departamentos en funcionamiento las 24 horas del día sin tener que preocuparse por costosos tiempos de inactividad o interrupciones de la producción, es fundamental comprender la diferencia entre los motores trifásicos. Es más, si elige el tipo incorrecto, es probable que sufra más problemas de los que tenía antes: desde un suministro eléctrico débil e irregular hasta facturas de energía por las nubes, pasando por una flota completa de generadores averiados.
Tensión trifásica en Norteamérica
Este invento marca un punto de inflexión en el diseño de las máquinas eléctricas. Todos los diseños anteriores desaparecen del mercado durante las décadas siguientes. Hasta la fecha, casi todos los motores eléctricos se construyen con bobinados en ranuras.
En 1856, Siemens fabrica unos 50 aparatos de este tipo para los ferrocarriles bávaros. Las primeras máquinas están diseñadas para emitir impulsos para los telégrafos y se accionan a mano. No suministran energía eléctrica continua.
El británico James Clerk Maxwell resume todos los conocimientos actuales del electromagnetismo en 20 ecuaciones fundamentales. Hacia 1882, Oliver Heaviside (británico) utiliza el cálculo vectorial y reduce aún más 12 de las ecuaciones a sólo 4 ecuaciones con 4 variables. Estas ecuaciones siguen siendo válidas hoy en día y describen completamente la teoría de la electrotecnia.
Zénobe Théophil Gramme (Bélgica) resuelve el problema con la invención del anillo de anclaje, que produce una tensión continua suave. En los años siguientes, las máquinas de Gramme entran en dura competencia con las máquinas de inducido en doble T de Siemens.
Fórmula de potencia trifásica
Las tensiones y corrientes monofásicas son generadas por generadores monofásicos como se muestra en la Fig. 9.2(a). El inducido (en este caso un inducido estacionario) de un generador de este tipo sólo tiene un devanado, o un conjunto de bobinas. En un generador bifásico, la armadura tiene dos devanados distintos, o dos juegos de bobinas que están desplazadas 90° (grados eléctricos) entre sí, de modo que las tensiones generadas en las dos fases tienen un desplazamiento de fase de 90 grados, como se muestra en la Fig. 9.3(b).
De forma similar, la tensión trifásica se genera en tres conjuntos separados pero idénticos de bobinados o bobinas que están desplazados 120 grados eléctricos en el inducido, de forma que las tensiones generadas en ellos tienen un desfase de 120 grados. Esta disposición se muestra en la Fig. 9.3(c). Aquí RR’ constituye una bobina (fase R); YY’ otra bobina (fase Y), y BB’ constituye la tercera fase (fase B). Se supone que los imanes de campo giran en el sentido de las agujas del reloj.
Las tensiones generadas por un alternador trifásico se muestran en la Fig. 9.3(d). Las tensiones trifásicas son de la misma magnitud y frecuencia, pero están desplazadas entre sí 120°. Suponiendo que las tensiones son sinusoidales, podemos escribir las ecuaciones para los valores instantáneos de las tensiones de las tres fases. Contando el tiempo desde el instante en que la tensión en la fase R es cero. Las ecuaciones son