Encendido por triángulo. Conexiones en estrella y en triángulo: ¿cuál es la diferencia? Motor trifásico con arranque magnético.

Contenido:

El funcionamiento de motores eléctricos trifásicos se considera mucho más eficiente y productivo que los motores monofásicos diseñados para 220 V. Por tanto, si son trifásicos, se recomienda conectar el equipo trifásico adecuado. Como resultado, conectar un motor trifásico a una red trifásica garantiza no solo un funcionamiento económico sino también estable del dispositivo. El diagrama de conexión no requiere la adición de ningún dispositivo de arranque, ya que inmediatamente después de arrancar el motor, se forma un campo magnético en los devanados del estator. La condición principal para el funcionamiento normal de dichos dispositivos es la conexión correcta y el cumplimiento de todas las recomendaciones.

Diagramas de conexión

El campo magnético creado por los tres devanados asegura la rotación del rotor del motor eléctrico. Así, la energía eléctrica se convierte en energía mecánica.

La conexión se puede realizar de dos formas principales: estrella o triángulo. Cada uno de ellos tiene sus propias ventajas y desventajas. El circuito en estrella proporciona un arranque más suave de la unidad; sin embargo, la potencia del motor cae aproximadamente un 30% del valor nominal. En este caso, la conexión en triángulo tiene ciertas ventajas, ya que no hay pérdida de potencia. Sin embargo, esto también tiene su propia peculiaridad asociada con la carga actual, que aumenta considerablemente durante el arranque. Esta condición tiene un impacto negativo en el aislamiento de los cables. El aislamiento puede romperse y el motor puede fallar por completo.

Se debe prestar especial atención a los equipos europeos equipados con motores eléctricos diseñados para tensiones de 400/690 V. Se recomienda su conexión a nuestras redes de 380 voltios únicamente mediante el método delta. Si se conectan a una estrella, estos motores se queman inmediatamente bajo carga. Este método es aplicable únicamente a motores eléctricos trifásicos domésticos.

Las unidades modernas tienen una caja de conexiones a la que salen los extremos de los devanados. Su número puede ser tres o seis. En el primer caso, se parte inicialmente del esquema de conexión en forma de estrella. En el segundo caso, el motor eléctrico se puede conectar a una red trifásica de ambas formas. Es decir, en un circuito en estrella, los tres extremos ubicados al comienzo de los devanados están conectados en un giro común. Los extremos opuestos están conectados a las fases de la red de 380 V desde donde se suministra la energía. Con la opción triangular, todos los extremos de los devanados están conectados en serie entre sí. Las fases están conectadas a tres puntos en los que los extremos de los devanados están conectados entre sí.

Usando un circuito estrella-triángulo

Un diagrama de conexión combinado conocido como “estrella-triángulo” se utiliza relativamente raramente. Permite un arranque suave con un circuito en estrella y durante la operación principal se enciende un triángulo, proporcionando máxima potencia a la unidad.

Este diagrama de conexión es bastante complejo y requiere el uso de tres devanados instalados en las conexiones a la vez. El primer MP está conectado a la red y con los extremos de los devanados. MP-2 y MP-3 están conectados a extremos opuestos de los devanados. La conexión en triángulo se realiza con el segundo arrancador y la conexión en estrella se realiza con el tercero. Está estrictamente prohibido activar simultáneamente el segundo y tercer motor de arranque. Esto provocará un cortocircuito entre las fases conectadas a ellos. Para evitar tales situaciones, se instala un enclavamiento entre estos arrancadores. Cuando se enciende un MP, los contactos del otro se abren.

Todo el sistema funciona según el siguiente principio: simultáneamente con el encendido del MP-1, se enciende el MP-3, conectado por una estrella. Después de un arranque suave del motor, después de un cierto período de tiempo establecido por el relé, se produce la transición al modo de funcionamiento normal. A continuación, se apaga el MP-3 y se enciende el MP-2 según un diagrama triangular.

Motor trifásico con arranque magnético.

La conexión de un motor trifásico mediante arrancador magnético se realiza de la misma forma que a través de un disyuntor. Este circuito se complementa simplemente con un bloque de encendido/apagado con los correspondientes botones de INICIO y PARADA.

Una fase normalmente cerrada conectada al motor está conectada al botón START. Cuando se presiona, los contactos se cierran, después de lo cual la corriente fluye hacia el motor. Sin embargo, cabe señalar que si se suelta el botón START, los contactos estarán abiertos y no se suministrará energía. Para evitarlo, el arrancador magnético está equipado con otro conector de contacto adicional, el llamado contacto de autorretención. Funciona como elemento de bloqueo y evita que el circuito se rompa cuando se apaga el botón START. El circuito sólo se puede desconectar completamente mediante el botón STOP.

Así, la conexión de un motor trifásico a una red trifásica se puede realizar de varias formas. Cada uno de ellos se selecciona de acuerdo con el modelo de unidad y las condiciones de operación específicas.

Para aumentar la potencia de transmisión sin aumentar el voltaje de la red, reducir la fluctuación de voltaje en las fuentes de alimentación, reducir la cantidad de cables al conectar la carga a la fuente de alimentación, varios circuitos para conectar los devanados de las fuentes de energía y los consumidores (estrella y triángulo) se utilizan.

Esquemas

Los devanados de generadores y receptores cuando se trabaja con redes trifásicas se pueden conectar mediante dos circuitos: estrella y triángulo. Estos circuitos tienen varias diferencias entre sí; también difieren en la carga de corriente. Por lo tanto, antes de conectar máquinas eléctricas, es necesario descubrir la diferencia entre estos dos circuitos: estrella y triángulo.

diagrama de estrella

Conectar diferentes devanados según un circuito en estrella implica conectarlos en un punto, que se llama cero (neutro) y se designa en los diagramas "O", o x, y, z. El punto neutro puede tener conexión con el punto neutro de la fuente de alimentación, pero no en todos los casos existe dicha conexión. Si existe tal conexión, entonces dicho sistema se considera de 4 cables, y si no existe tal conexión, entonces se considera de 3 cables.

Diagrama de triángulo

Con este esquema, los extremos de los devanados no se combinan en un punto, sino que se conectan a otro devanado. Es decir, el resultado es un circuito similar en apariencia a un triángulo, y los devanados que contiene están conectados en serie entre sí. Cabe señalar que la diferencia con el circuito en estrella es que en el circuito en triángulo el sistema es solo de 3 hilos, ya que no existe un punto común.

En un circuito triangular, cuando la carga está apagada y la FEM es simétrica, es 0.

Magnitudes lineales y de fase

En las redes eléctricas trifásicas existen dos tipos de corriente y tensión: fase y lineal. La tensión de fase es su valor entre el final y el inicio de la fase del receptor. La corriente de fase fluye en una fase del receptor.

Cuando se utiliza un circuito en estrella, los voltajes de fase son Ua, Ub, Uc, y las corrientes de fase son yo a, yo b, yo c. Cuando se utiliza un circuito delta para los devanados de carga o generador, los voltajes de fase son: U aв, U bс, U са, corrientes de fase – Yo ac, yo bс, yo са.

Los valores de tensión lineal se miden entre principios de fases o entre conductores lineales. La corriente de línea fluye en los conductores entre la fuente de energía y la carga.

En el caso de un circuito en estrella, las corrientes de línea son iguales a las corrientes de fase y los voltajes de línea son iguales. U ab, U bc, U ca. En un circuito triangular, todo resulta al revés: los voltajes lineales y de fase son iguales y las corrientes lineales son iguales. yo a, yo b, yo c.

Se le da gran importancia a la dirección de la FEM de voltajes y corrientes en el análisis y cálculo de circuitos trifásicos, ya que su dirección afecta la relación entre los vectores en el diagrama.

Características de los circuitos.

Existe una diferencia significativa entre estos esquemas. Averigüemos por qué se utilizan diferentes circuitos en diferentes instalaciones eléctricas y cuáles son sus características.

Al arrancar un motor eléctrico, la corriente de arranque tiene un valor aumentado, que es varias veces mayor que su valor nominal. Si se trata de un mecanismo de baja potencia, es posible que la protección no funcione. Cuando se enciende un potente motor eléctrico, la protección definitivamente funcionará, cortando la alimentación, lo que provocará una caída de voltaje durante algún tiempo y fusibles quemados, o apagará los disyuntores eléctricos. El motor eléctrico funcionará a baja velocidad, que es inferior a la velocidad nominal.

Se puede ver que surgen muchos problemas debido a la alta corriente de entrada. Es necesario reducir de alguna manera su valor.

Para hacer esto, puedes usar algunos métodos:

• Conéctelo para arrancar el motor eléctrico, el acelerador o.
• Cambiar el tipo de conexión de los devanados del rotor del motor eléctrico.

En la industria se utiliza principalmente el segundo método, ya que es el más sencillo y proporciona una alta eficiencia. Aquí funciona el principio de cambiar los devanados de un motor eléctrico a circuitos como estrella y triángulo. Es decir, cuando se arranca el motor, sus devanados tienen conexión en “estrella”, después de un conjunto de velocidades de funcionamiento, el diagrama de conexión cambia a “triángulo”. Han aprendido a automatizar este proceso de conmutación en entornos industriales.

Es recomendable utilizar dos esquemas a la vez: estrella y triángulo. Es necesario conectar el neutro de la fuente de alimentación al punto cero, ya que cuando se utilizan dichos circuitos existe una mayor probabilidad de distorsión de la amplitud de fase. El neutro fuente compensa esta asimetría, que surge debido a diferentes resistencias inductivas de los devanados del estator.

Ventajas de los esquemas.

La conexión en estrella tiene importantes ventajas:

• Arranque suave del motor eléctrico.
• Permite que el motor eléctrico funcione con la potencia nominal declarada correspondiente al pasaporte.
• El motor eléctrico tendrá un modo de funcionamiento normal en diversas situaciones: con sobrecargas elevadas de corta duración, con sobrecargas menores de larga duración.
• Durante el funcionamiento, la carcasa del motor no se sobrecalentará.

La principal ventaja del circuito triangular es obtener la mayor potencia operativa posible del motor eléctrico. Es recomendable mantener los modos de funcionamiento según el pasaporte del motor. Al estudiar motores eléctricos con circuito triangular, resultó que su potencia aumenta 3 veces en comparación con un circuito en estrella.

Al considerar los generadores, los circuitos en estrella y en triángulo tienen parámetros similares al funcionamiento de los motores eléctricos. El voltaje de salida del generador será mayor en un circuito en triángulo que en un circuito en estrella. Sin embargo, a medida que aumenta el voltaje, la corriente disminuye, ya que según la ley de Ohm estos parámetros son inversamente proporcionales entre sí.

Por tanto, podemos concluir que con diferentes conexiones de los extremos de los devanados del generador se pueden obtener dos tensiones nominales diferentes. En los potentes motores eléctricos modernos, al arrancar el circuito, la estrella y el triángulo cambian automáticamente, ya que esto permite reducir la carga de corriente que se produce al arrancar el motor.

Procesos que ocurren cuando los circuitos en estrella y en triángulo cambian en diferentes casos.

Aquí, cambiar el circuito significa encender en cuadros de distribución y en cajas de terminales de dispositivos eléctricos, siempre que haya terminales de devanado.

Devanados de generador y transformador

Al pasar de una estrella a un triángulo, el voltaje disminuye de 380 a 220 voltios, la potencia sigue siendo la misma, ya que el voltaje de fase no cambia, aunque la corriente de línea aumenta 1,73 veces.

Al volver a cambiar, ocurre el fenómeno opuesto: el voltaje lineal aumenta de 220 a 380 voltios y las corrientes de fase no cambian, pero las corrientes lineales disminuyen 1,73 veces. Por lo tanto, podemos concluir que si todos los extremos de los devanados tienen salida, entonces los devanados secundarios del transformador y los generadores se pueden usar para dos tipos de voltaje, que difieren en 1,73 veces.

Lámparas de iluminación

Al pasar de una estrella a un triángulo, las lámparas se apagarán. Si se invierte el interruptor, siempre que las lámparas en el triángulo estén encendidas normalmente, las lámparas brillarán tenuemente. Sin cable neutro, las lámparas se pueden conectar en estrella, siempre que su potencia sea la misma y se distribuya uniformemente entre las fases. Esta conexión se utiliza en candelabros de teatro.

Hoy en día, los motores eléctricos asíncronos de alta potencia se distinguen por su funcionamiento confiable y alto rendimiento, facilidad de operación y mantenimiento, así como por sus precios razonables. El diseño de este tipo de motores le permite soportar fuertes sobrecargas mecánicas.

Como se sabe por los conceptos básicos de la ingeniería eléctrica, las partes principales de cualquier motor son un estator estático y un rotor que gira en su interior.

Ambos elementos constan de devanados conductores, mientras que el devanado del estator está ubicado en las ranuras del núcleo magnético manteniendo una distancia de 120 grados. El principio y el final de cada devanado se llevan a una caja de distribución eléctrica y se instalan en dos filas.

Cuando se aplica voltaje desde una red eléctrica trifásica a los devanados del estator, se crea un campo magnético. Esto es lo que hace girar el rotor.

Un electricista experimentado sabe cómo conectar correctamente un motor eléctrico.

La conexión de un motor asíncrono a la red eléctrica se realiza únicamente según los siguientes esquemas: “estrella”, “triángulo” y sus combinaciones.

La elección de una conexión u otra depende de:

• confiabilidad de la red eléctrica;
• potencia nominal;
• Características técnicas del propio motor.

Cada conexión tiene sus pros y sus contras de funcionamiento. El pasaporte del motor del fabricante, así como en la etiqueta metálica del propio dispositivo, debe indicar su diagrama de conexión.

Con una conexión en "estrella", todos los extremos de los devanados del estator convergen en un punto de agua y se suministra voltaje al comienzo de cada uno de ellos. La conexión del motor en estrella garantiza un arranque suave y seguro de la unidad, pero en la etapa inicial hay una pérdida significativa de carga.

La conexión "triángulo" implica una conexión en serie de los devanados en una estructura cerrada, es decir, el comienzo de la primera fase está conectado al final de la segunda y. etc.

Esta conexión proporciona una potencia de salida de hasta el 70% de la nominal, pero en este caso las corrientes de arranque aumentan significativamente, lo que puede dañar el motor eléctrico.

También hay una conexión combinada estrella-triángulo (este símbolo Y/Δ debe aparecer en la carcasa del motor). El circuito presentado provoca picos de corriente en el momento de la conmutación, lo que hace que la velocidad del rotor disminuya rápidamente y luego vuelva gradualmente a la normalidad.

Los circuitos combinados son relevantes para motores eléctricos con una potencia superior a 5 kW.

Selección en función del voltaje.

Ahora en la industria, los motores eléctricos trifásicos asíncronos de producción nacional, diseñados para una tensión nominal de 220/380 V, son más aplicables (las unidades de 127/220 V ya rara vez se utilizan).

El diagrama de conexión "triangular" es el único correcto para conectar motores eléctricos extranjeros con una tensión nominal de 400-690 V a las redes eléctricas rusas.

La conexión de un motor trifásico de cualquier potencia se realiza de acuerdo con una regla determinada: las unidades de baja potencia se conectan en configuración "triángulo" y las unidades de alta potencia se conectan solo en configuración "estrella".

De esta forma el motor eléctrico durará mucho tiempo y funcionará sin fallos.

El método "estrella" se utiliza cuando se conectan motores asíncronos trifásicos con una tensión nominal de 127/220 V a redes monofásicas.

¿Cómo reducir las corrientes de arranque de un motor eléctrico?

El fenómeno de un aumento significativo en las corrientes de irrupción al arrancar dispositivos de alta potencia conectados según el circuito Δ conduce en redes con sobrecarga a una caída de voltaje a corto plazo por debajo del valor permitido. Todo esto se explica por el diseño especial del motor eléctrico asíncrono, en el que un rotor de gran masa tiene una alta inercia. Por lo tanto, en la etapa inicial de operación, el motor está sobrecargado, esto es especialmente cierto para los rotores de bombas centrífugas, compresores de turbina, ventiladores y máquinas herramienta.

Para reducir la influencia de todos estos procesos eléctricos, utilizan una conexión en “estrella” y “triángulo” al motor eléctrico. Cuando el motor acelera, las cuchillas de un interruptor especial (un arrancador con varios contactores trifásicos) transfieren los devanados del estator del circuito Y al circuito Δ.

Para implementar cambios de modo, además del motor de arranque, se necesita un relé de tiempo especial, gracias al cual hay un retraso de 50-100 ms al cambiar y protección contra cortocircuitos trifásicos.

El mismo procedimiento de utilizar el circuito combinado Y/Δ ayuda eficazmente a reducir las corrientes de entrada de potentes unidades trifásicas. Esto sucede de la siguiente manera:

Cuando se aplica un voltaje de 660 V según el circuito "triángulo", cada devanado del estator recibe 380 V (√3 veces menos) y, por lo tanto, según la ley de Ohm, la intensidad de la corriente disminuye 3 veces. Por tanto, al arrancar, la potencia a su vez disminuye 3 veces.

Pero dicha conmutación sólo es posible para motores con una tensión nominal de 660/380 V cuando están conectados a una red con los mismos valores de tensión.

Es peligroso conectar un motor eléctrico con una tensión nominal de 380/220 V a una red de 660/380 V, ya que sus devanados pueden quemarse rápidamente;

Y recuerde también que la conmutación descrita anteriormente no se puede utilizar para motores eléctricos que tienen una carga sin inercia en el eje, por ejemplo, el peso de un cabrestante o la resistencia de un compresor de pistón.

Para dicho equipo, se instalan motores eléctricos trifásicos especiales con rotor bobinado, donde los reóstatos reducen el valor de las corrientes durante el arranque.

Para cambiar el sentido de rotación del motor eléctrico, es necesario intercambiar dos fases cualesquiera de la red para cualquier tipo de conexión.

Para estos fines, cuando se opera un motor eléctrico asíncrono, se utilizan dispositivos eléctricos de control manual especiales, que incluyen interruptores de inversión e interruptores por lotes o dispositivos de control remoto más modernizados: arrancadores electromagnéticos reversibles (interruptores).

Cada estator de un motor eléctrico trifásico tiene tres grupos de bobinas (devanados), uno para cada fase, y cada grupo de bobinas tiene 2 terminales: el principio y el final del devanado, es decir. Sólo hay 6 pines que están firmados de la siguiente manera:

• C1 (U1) es el comienzo del primer devanado, C4 (U2) es el final del primer devanado.
• C2 (V1) es el comienzo del segundo devanado, C5 (V2) es el final del segundo devanado.
• C3 (W1) es el comienzo del tercer devanado, C6 (W2) es el final del tercer devanado.

Convencionalmente, en los diagramas, cada devanado se representa de la siguiente manera:

Los inicios y finales de los devanados se llevan a la caja de terminales del motor eléctrico en el siguiente orden:

Los principales diagramas de conexión de los devanados son triángulo (indicado por Δ) y estrella (indicado por Y), que analizaremos en este artículo.

Nota: En la caja de terminales de algunos motores eléctricos sólo se puede ver tres salidas- esto significa que los devanados del motor ya están conectados dentro de su estator. Como regla general, los devanados dentro del estator se conectan al reparar un motor eléctrico (si los devanados de fábrica están quemados). En tales motores, los devanados generalmente están conectados en estrella y están diseñados para conectarse a una red de 380 voltios. Para conectar un motor de este tipo, simplemente necesita suministrar tres fases a sus tres salidas.

1. Esquema de conexión de los devanados del motor eléctrico según el diagrama “triangular”

Para conectar los devanados de un motor eléctrico según el circuito “triángulo”, es necesario: conectar el final del primer devanado (C4/U2) al inicio del segundo (C2/V1), el final del segunda (C5/V2) hasta el comienzo de la tercera (C3/W1), y el final de la tercera vuelta (C6/W2) - con el comienzo de la primera (C1/U1).

Se aplica voltaje a los terminales “A”, “B” y “C”.

En la caja de terminales del motor eléctrico, la conexión de los devanados según el diagrama “triangular” tiene la siguiente forma:

A, B, C: puntos de conexión para el cable de alimentación.

1. Esquema de conexión de los devanados del motor eléctrico según el esquema “estrella”.

Para conectar los devanados de un motor eléctrico en configuración de estrella, es necesario conectar los extremos de los devanados (C4/U2, C5/V2 y C6/W2) a un punto común, mientras se aplica tensión a los inicios de los devanados (C1/U1, C2/V1 y C3/W1).

Convencionalmente, esto se representa en el diagrama de la siguiente manera:

En la caja de terminales del motor eléctrico, la conexión en estrella de los devanados tiene la siguiente forma:

1. Definición de terminales de bobinado

A veces surgen situaciones en las que, después de quitar la tapa de la caja de terminales de un motor eléctrico, te horrorizas al descubrir la siguiente imagen:

En este caso los terminales del devanado no están etiquetados, ¿qué debo hacer? No entre en pánico, este problema se puede resolver por completo.

Lo primero que debemos hacer es dividir los cables en pares, cada par debe tener cables relacionados con un devanado, esto es muy fácil de hacer, necesitaremos un tester o un indicador de voltaje bipolar.

Si usa un probador, coloque su interruptor en la posición de medición de resistencia (subrayada por una línea roja cuando usa un indicador de voltaje bipolar, antes de usarlo, es necesario tocar las partes vivas bajo voltaje durante 5 a 10 segundos para cargarlo y comprobar su funcionalidad.

A continuación, debe tomar cualquier terminal del devanado, tomarlo condicionalmente como el comienzo del primer devanado y, en consecuencia, firmarlo "U1", luego tocar el terminal "U1" que hemos firmado con un probador o sonda indicadora de voltaje, y toque con la segunda sonda cualquier otro terminal de los cinco extremos restantes sin firmar. Si después de tocar el segundo terminal con la segunda sonda, las lecturas del probador no han cambiado (el probador muestra uno) o en el caso del indicador de voltaje, no se enciende ni una sola luz, deje este extremo y toque el otro terminal del Los cuatro extremos restantes con la segunda sonda, toque los extremos con la segunda sonda hasta que las lecturas del probador cambien o, en el caso de un indicador de voltaje, hasta que se encienda la luz de "Prueba". Habiendo encontrado de esta manera el segundo terminal de nuestro devanado, lo aceptamos condicionalmente como el final del primer devanado y lo firmamos "U2" en consecuencia.

Procedemos de la misma forma con los cuatro pines restantes, dividiéndolos también en parejas y firmándolos respectivamente como V1, V2 y W1, W2. Puedes ver cómo se hace esto en el vídeo a continuación.

Ahora que todos los pines están divididos en pares, es necesario determinar los comienzos y finales reales de los devanados. Esto se puede hacer de dos maneras:

El primer método, y el más sencillo, es el método de selección, que se puede utilizar para motores eléctricos con una potencia de hasta 5 kW. Para hacer esto, tomamos nuestros extremos condicionales de los devanados (U2, V2 y W2) y los conectamos, y brevemente, preferiblemente no más de 30 segundos, aplicamos voltaje trifásico a los comienzos condicionales (U1, V1 y W1):

Si el motor arranca y funciona normalmente, entonces el comienzo y el final de los devanados se determinan correctamente, si el motor zumba mucho y no desarrolla la velocidad adecuada, entonces hay un error en alguna parte; En este caso, sólo necesita intercambiar dos terminales cualesquiera de un devanado, por ejemplo U1 con U2, y comenzar de nuevo:

Si el problema persiste, devuelva U1 y U2 a sus lugares e intercambie los dos pines siguientes: V1 por V2:

Si el motor funciona normalmente, los pines están identificados correctamente, el trabajo está terminado, en caso contrario devolver V1 y V2 a sus lugares y cambiar los pines restantes W1 por W2.

Segundo método: conectamos el segundo y tercer devanado en serie, es decir. Conectamos el final del segundo devanado con el comienzo del tercero (terminales V2 con W1), y aplicamos el primer devanado a los terminales U1 y U2. reducido variable Voltaje(no más de 42 Voltios). En este caso, la tensión también debería aparecer en los terminales V1 y W2:

Si no aparece voltaje, entonces el segundo y tercer devanado están conectados incorrectamente, de hecho, dos comienzos (V1 con W1) o dos extremos (V2 con W2) están conectados entre sí, en este caso solo necesitamos cambiar las inscripciones en el segundo o tercer devanado, por ejemplo V1 con V2. Luego verifique el primer devanado de manera similar, conectándolo en serie con el segundo y aplicando voltaje al tercero. Este método se presenta en el siguiente vídeo:

¿Te resultó útil este artículo? O tal vez tu todavía hay preguntas? ¡Escribe en los comentarios!

No encontré un artículo en el sitio sobre el tema que le interesa relacionado con la electricidad? . Definitivamente te responderemos.

La corriente alterna, comentada anteriormente, se llama monofásica. La corriente trifásica es una corriente que es una combinación de tres corrientes monofásicas, desplazadas entre sí en fase.

El generador de corriente trifásico más simple se diferencia de un generador de corriente monofásico en que tiene tres devanados. Cuando estos devanados giran en el campo de un imán permanente (Fig. 164), o el imán mismo (Fig. 165), surgen fem alternas de la misma frecuencia en los devanados, desplazadas entre sí en fase de modo que la suma de los tres ángulos de fase es .

Si las amplitudes de los campos electromagnéticos son iguales y el cambio de fase entre dos campos electromagnéticos adyacentes es igual, entonces el sistema trifásico se llama simétrico. En este caso, aparecen en los devanados.

voltajes de igual magnitud, pero desfasados: , , .

El uso de devanados desconectados equivale a tres generadores separados y requiere tres pares de cables para transmitir electricidad al consumidor.

La conexión de los devanados entre sí permite reducir la cantidad de cables al transmitir energía y, por lo tanto, se usa ampliamente en tecnología.

Cuando los devanados están conectados con una estrella (Fig. 166), tienen un punto común. El voltaje en cada devanado se llama voltaje de fase. El conductor conectado al punto de potencial común se llama cable neutro. Los conductores conectados a los extremos libres de los devanados se denominan conductores de fase.

Los voltajes de fase, en este caso, son los voltajes entre los cables de fase y el cable neutro. El voltaje entre los cables de fase se llama lineal. La corriente que fluye a través de los devanados se llama corriente de fase y la corriente que fluye en la línea se llama corriente de línea.

Del diagrama vectorial, cuando está conectado por una estrella, se deduce que . Además, las corrientes de fase son iguales a las corrientes en la línea.

FIG.166 FIG.167 FIG.168 FIG.169 FIG.170

Si cada devanado está cerrado a la misma carga R, entonces la corriente total a través del cable neutro es , ya que del diagrama vectorial .

La conexión en estrella de los devanados del generador permite el uso de cuatro cables en lugar de seis para la transmisión de energía.

Cuando los devanados se conectan en triángulo (Fig. 168), forman un circuito cerrado con muy baja resistencia. Un hilo lineal parte de los puntos comunes del inicio de una fase y del final de otra y, por tanto, las tensiones de fase son iguales a las lineales (Fig. 169).

Del diagrama vectorial de corrientes (Fig. 170) se deduce que

, En la práctica, no solo se utiliza la conexión de los devanados del generador, sino también la conexión de cargas en estrella o triángulo. Hay cuatro combinaciones de posibles conexiones del generador y las cargas.

FIG.171 FIG.172 FIG.173 FIG.174

Cuando se conecta estrella - estrella (Fig. 171), todas las cargas tienen diferentes voltajes, pero si la resistencia de las cargas es aproximadamente igual, entonces la corriente a través del cable neutro es prácticamente cero.

Sin embargo, el cable neutro no se puede quitar ni instalar fusibles en él porque sin él, un voltaje lineal actúa sobre cada par de cargas y se distribuye de acuerdo con la resistencia de las cargas. Resulta que el voltaje suministrado a la carga depende de su resistencia, lo cual es ineficaz y peligroso.

Si el generador y las cargas están conectados estrella-triángulo (Fig. 172), entonces cada carga, independientemente de su resistencia, tiene el mismo voltaje, igual a lineal.

Al conectar delta-triángulo (Fig. 173), todas las cargas tienen tensión de fase, independientemente de su resistencia.

Si el generador y las cargas están conectados mediante un delta - estrella (Fig. 174), entonces el voltaje en cada carga es igual.

Se utiliza corriente trifásica para producir un campo magnético giratorio. En este caso, se suministra corriente trifásica a tres devanados ubicados en un marco estacionario: el estator. Dentro del estator hay un tambor de acero: un rotor, a lo largo de cuyos generadores se colocan cables en ranuras, conectados entre sí en ambos extremos mediante anillos.

Los devanados del estator crean un flujo magnético de la misma magnitud, pero desfasado, es decir. parece girar en relación con el rotor. En los devanados del rotor surgen corrientes de inducción que, a su vez, interactúan con el flujo magnético giratorio, lo que hace que el rotor gire, es decir. El resultado es un motor eléctrico de un dispositivo bastante simple.

A medida que aumenta la velocidad del rotor, disminuye la velocidad relativa de sus conductores en relación con el campo magnético. Si alcanzara la misma velocidad de rotación que el flujo magnético del estator, entonces la corriente inducida sería cero y, en consecuencia, el par sería cero.

En consecuencia, en presencia de un par de frenado, el flujo magnético y el rotor no pueden girar a la misma velocidad que el flujo del estator (sincrónicamente); la velocidad de rotación del rotor siempre es ligeramente menor. Por eso, los motores de este tipo se denominan asíncronos (no síncronos).

Sistema trifásico, inventado por el ingeniero ruso M.O. Dolivo-Dobrovolsky en el XIX, se utiliza en todo el mundo para la transmisión y distribución de energía. Dolivo-Dobrovolsky fue el primero en obtener un campo magnético giratorio utilizando una corriente trifásica y construyó el primer motor asíncrono. El sistema trifásico proporciona la transferencia de energía más económica y permite crear motores, generadores y transformadores eléctricos de funcionamiento fiable y diseño sencillo.

En la práctica, por ejemplo, las lámparas eléctricas se fabrican para tensiones nominales de 127 y 220 V. El método para su inclusión en un circuito de corriente trifásico depende del valor de la tensión de línea de la red trifásica.

Las lámparas con una tensión nominal de 127 V se encienden como estrella con conductor neutro con una tensión de red de 220 V o como triángulo con una tensión de red de 127 V.

Las lámparas con una tensión nominal de 220 V se conectan respectivamente en forma de estrella a una red con una tensión lineal de 380 V y como triángulo a una red con una tensión de 220 V.

Los devanados de los motores trifásicos están fabricados para tensiones nominales de fase de 127, 220 y 380 V. Cada motor trifásico se puede conectar como estrella en una red trifásica con una tensión lineal varias veces superior a su voltaje de fase, o como un triángulo si el voltaje lineal de la red es igual al voltaje de fase de su devanado. Por lo general, la hoja de datos del motor indica, por ejemplo: triángulo -220V, estrella - 380V.

Circuitos lineales. Las reglas de Kirchhoff. Métodos de análisis de circuitos lineales. Procesos transitorios en un circuito con condensador.

Un elemento de un circuito eléctrico se llama lineal si sus parámetros no dependen del voltaje ni de la corriente, es decir La característica corriente-voltaje es directa.

Un circuito eléctrico se llama lineal si consta de elementos lineales.

Aplicar la ley de Ohm para calcular circuitos ramificados complejos que contienen múltiples fuentes es bastante difícil. Para calcular tales circuitos se utilizan dos reglas del físico alemán G. Kirchhoff, la primera de las cuales se deriva de la ley de conservación de la carga, y la segunda es una generalización de la ley de Ohm a un número arbitrario de fuentes de fem externa en un circuito cerrado aislado.

Para utilizar las reglas de Kirchhoff es necesario introducir varios conceptos.

Un diagrama eléctrico es una representación gráfica de un circuito eléctrico.

Una rama de un circuito eléctrico es uno o más elementos de circuito conectados en serie a través de los cuales fluye la misma corriente.

Un nodo es una conexión de tres o más ramas. La corriente que entra al nodo se considera positiva y la corriente que sale del nodo se considera negativa.

Primera regla de Kirchhoff: la suma algebraica de las corrientes que convergen en un nodo es igual a cero:

Por ejemplo, para el nodo de la Fig. 64 I 1 -I 2 +I 3 -I 4 -I 5 =0

Un circuito es cualquier camino cerrado que pasa por varios ramales. La dirección positiva de derivación del circuito se elige arbitrariamente, pero es la misma para todos los circuitos del circuito eléctrico. Las corrientes que coinciden en dirección con la dirección de derivación del circuito se consideran positivas y las que no coinciden con la dirección de derivación se consideran negativas. Los EMF se consideran positivos si crean una corriente dirigida a evitar el circuito.

Consideremos un circuito que contiene tres fuentes (Fig. 65). Sean R 1, R 2, R 3 las resistencias generales de las ramas AB, BC, CA, respectivamente. El sentido positivo del bypass será en el sentido de las agujas del reloj. Apliquemos la ley de Ohm a cada rama para una sección no uniforme de la cadena.

Sumando estas ecuaciones término por término, obtenemos

La segunda regla de Kirchhoff: en cualquier circuito cerrado, elegido arbitrariamente en un circuito eléctrico ramificado, la suma algebraica de los productos de las intensidades de corriente y la resistencia de las secciones correspondientes de este circuito es igual a la suma algebraica de las fem que ocurren en este circuito:

Al calcular circuitos de CC complejos utilizando las reglas de Kirchhoff, es necesario:

1. Seleccione una dirección arbitraria de las corrientes en todas las secciones del circuito; la dirección real de las corrientes quedará clara al resolver: si la corriente deseada resulta ser positiva, entonces su dirección fue elegida correctamente, y si es negativa, entonces su verdadera dirección es opuesta a la elegida;

2. Elija la dirección para evitar los contornos y sígala estrictamente; registrar corrientes y EMF con los signos apropiados;

3. Redacte un número de ecuaciones igual al número de cantidades deseadas (el sistema de ecuaciones debe incluir toda la resistencia y EMF del circuito en cuestión).