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).

22 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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    1. Exacto , y también con un transformador monofásico a trifásico con una conexión SCOTT. Aunque el variador es más flexible.

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    2. Bueno , he supuesto la conexion Scott , es la que yo utilizaría de todas maneras
      comercialmente http://www.sectorelectricidad.com/17945/transformador-que-convierte-un-sistema-monofasico-a-trifasico/

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    3. En el enlace que adjuntas no habla de entrada monofásica sino bifásica, y no es lo mismo.

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    4. Si es obvio que no es lo mismo una conexión monofasica (L1 ,N) , que una bifásica (L1,L2 ). Por lo que no será un esquema de scott. Me gustaría saber exactamente cual sería el conexionado interno. Comercialmente:
      https://www.torytrans.com/transformadores/convertidores-de-fase/transformador-convertidor-monofasico-trifasico/

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    5. Desconozco como puede ser la conexión de un transformador que pase de monofásica a trifásica. Tal vez lleve un rectificador-inversor que pase la monofásica a continua y la continua a trifásica.

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    6. Si , es posible que sea eso. Muy agradecido por tu pagina y por tus comentarios. La utilizo con mis alumnos de FP. Enhorabuena haceis un gran trabajo.

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    7. No creo, ese tipo de solución sería un convertidor digital, y estos ya están en el mercado comercialmente a muy buen precio, este del que se refiere la publicación parecería ser una conexión especial tipo scott.

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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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    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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  7. cuales son los valores de una Resistencia ,bobina y condensador si quiero equilibrar corriente monofasica a trifacica con in voltage monofasico de 240v?

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    1. En este artículo se habla de pasar una carga monofásica a trifasica. Otra cuestión diferente es pasar de una red monofásica a trifásica. Esto no es posible con resistencias, bobinas y condensadores.
      Para este caso se suelen utilizar variadores de frecuencia mediante dispositivos electrónicos de potencia.

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  8. estimados, por lo que entiendo la información esta orientada a como generar una carga que es netamente monofasica, en trifasica,, con la finalidad de no des balancear el sistema trifasico que alimenta la instalación, al menos es lo que pude entender.

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    1. Lo has entendido perfectamente. Gracias.

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    2. Me parece que lo planteado es solo un ejercicio de circuito que funciona de esa manera, pero no le veo aplicación técnica como para que pueda ser aplicada

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  9. Calcular la corriente de linea y fase de una cocina de tres hornillas de 1050 W/220 V cada una, conectadas en un sistema trifásico en triángulo. Alguien me explica? Porfavor

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