jueves, 9 de diciembre de 2010

Convertir carga monofásica en carga trifásica equilibrada

Moisés San Martín

En ciertas ocasiones se desea hacer trabajar una carga monofásica en una red trifásica de forma equilibrada, es decir, que el consumo de corriente de cada una de las fases sea el mismo (y con desfase de 120 grados).

Una forma de hacerlo es mediante la conexión de bobinas y condensadores. Partimos de una carga puramente resistiva (posteriormente veremos que se puede hacer para otros tipos de cargas) conectada entre L1 y L2 y que queremos equilibrar junto con la tercera fase L3.


Para conseguir el equilibrio se conectará un condensador entre la segunda y tercera fase (L2 y L3), y una bobina entre la primera y la tercera fase (L1 y L3), formando los tres elementos un triángulo. Si se escoge adecuadamente tanto el valor del condensador como de la bobina se consigue que la corriente por la línea sea igual en las tres fases y su valor raiz de tres veces menor que la corriente que circula por la resistencia.

Para estudiar este fenómeno se ha modificado el programa de Estudio de Circuitos Trifásicos (http://www.aulamoisan.com/software-moisan/corriente-alterna) para que admita cargas en triángulo (véase la siguiente figura).


Obsérvese que la corriente que consume la resistencia son 3,98 A, y que por la línea circulan 2,3A. Por lo tanto se demuestra que SE PUEDE REDUCIR LA CORRIENTE POR LA LINEA HASTA 57% (1 DIVIDIDO POR RAIZ DE TRES).

Se han representado tanto los valores instantáneos como dos diagramas fasoriales (uno con las tensiones de fase y de línea, así como la corriente de línea, y otro al que se han añadido también las corrientes de fase) donde se puede observar que el circuito está totalmente equilibrado y con un factor de potencia igual a la unidad.

El estudio que se ha hecho es ideal. En realidad la bobina va a tener una cierta resistencia, por lo que habrá que modificar su valor y el del condensador.

En este caso se ha hecho el estudio para equilibrar una resistencia, pero también se puede aplicar para cualquier impedancia al que se le ha corregido el factor de potencia hasta la unidad (téngase en cuenta que el menor consumo se consigue con un factor de potencia igual a uno).

9 comentarios:

  1. Hola. Muchas gracias por compartir esto, así como el programa que lo simula. Me ha encantado y me va a venir de perlas, pues voy a contratar trifásico en un local y o contrato mucha potencia o me quedo cojo para las máquinas monofásicas que tengo (pequeño grupo de soldar, amoladora radial, etc.). Gracias mil. Saludos.

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  2. amigo pero o no entiendiendo bien de esto o estamos hablando de cosas diferentes pence que era como combertir corriente monofacica en trifacica

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  3. Se trata de convertir una CARGA monofasica en trifasica equilibrada, no en convertir CORRIENTE monofasica en trifasica.
    Saludos.. moisan

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  4. buenas tardes como puedo sacar una red trifasica de una red monofasica ejemplo :220vac a 380vac o algo así por favor con su esquema de conexión se lo agradecería mucho gracias.

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  5. No es posible sacar una red trifásica de una red monofásica con un simple esquema. La solución es utilizar un variador de frecuencia con alimentación monofásica y salida trifásica.
    Saludos... moisan

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  6. Interesante, mi cuestión es como podemos equilibrar las fase si esa carga esta entre Neutro y una Fase ....
    L1 - L2 -> L1-L2-L3 equilibrado esta claro, pero el caso N-L1 -> N L1-L2-L3 ? equilibraado ?
    Gracias

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    Respuestas
    1. En este caso estás hablando de un sistema en estrella. Con carga capacitiva entre L3-N de la misma impedancia que la resitiva conectada entre L1-N; y una carga inductiva entre L2-N del mismo valor de impedancia se puede conseguir que las tres fases consuman la misma corriente. (En este caso las corrientes de linea son iguales a la de la carga que queremos equilibrar).
      Pero no se va a conseguir, como en el caso de triángulo, que las corrientes de linea sean menores que la que consume la carga a equiilibrar.

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    2. Entonces, esas tesis en las que se equilibran los sistemas trifásicos con neutro mediante los famosos economizadores no funcionan con cargas en estrella?

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    3. En cargas en estrella podemos conseguir equilibrar las corrientes, pero no aquello de que por la línea la corriente sea menor que la que consume la carga a equilibrar.
      Respecto a los economizadores, dudamos mucho de su funcionamiento.

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