Sistemas Trifásicos: Funcionamiento de Generadores, Tensiones y Tipos de Carga

Generadores Eléctricos y Sistemas de Tensión

Generador Monofásico: Dispositivo que produce un voltaje variable en el tiempo de forma senoidal.

En forma algebraica, los tres voltajes generados se pueden escribir como:

• V_a = V_max sen(ωt)
• V_b = V_max sen(ωt - 120°)
• V_c = V_max sen(ωt - 240°)

Tensiones de Fase y de Línea

Tensiones de fase: V_an, V_bn, V_cn; se miden respecto a un neutro.

Tensiones de línea: V_AB, V_BC, V_CA; no se miden desde el neutro.

Un generador trifásico genera tres señales desfasadas 120° entre sí. En una fuente trifásica, siempre existen tres voltajes de fase y tres de línea.

Siempre un voltaje de línea va a estar adelantado 30° respecto a su respectivo voltaje de fase, y sus magnitudes se relacionan como: V_línea = √3 * V_fase.

Cargas Equilibradas y Desequilibradas

Cargas equilibradas y desequilibradas: Si un sistema trifásico tiene cargas equilibradas, significa que cada una de sus tres cargas tiene el mismo valor óhmico, sin importar si están en configuración delta o estrella.

Para las cargas equilibradas se cumple que:

• Cargas equilibradas en delta: La corriente de línea es √3 veces mayor que la corriente de fase.
• Cargas equilibradas en estrella: Las corrientes de la línea y la corriente de fase son iguales, y la corriente de neutro es cero (no existe).

Un sistema trifásico con cargas desequilibradas indica que sus tres cargas son distintas entre sí.

• Cargas desequilibradas en delta: En este caso, las corrientes no son iguales entre sí y pierden la simetría de 120° cada una.
• Cargas desequilibradas en estrella: Las corrientes también presentan falta de simetría y, debido a eso, existe una corriente circulando por el neutro que es distinta de cero.

Preguntas y Respuestas Técnicas

1. ¿Cuál es la relación entre la magnitud de tensión de fase y tensión de línea?
   La magnitud de la tensión de línea es √3 veces mayor que la tensión de fase.
2. ¿Qué significa cargas desequilibradas?
   Se le denomina cargas desequilibradas al sistema trifásico que posee cargas con impedancias distintas una de otra.
3. En una carga desequilibrada en estrella, ¿existe corriente por el cable de neutro?
   Sí, existe corriente por el neutro debido a que las corrientes no son simétricas en cargas desequilibradas.
4. ¿A qué se llama neutro flotante?
   Se le llama neutro flotante al punto central de unión de una carga desequilibrada conectada en estrella.