Sistemas trifásicos – parámetros básicos (página 2)

3.- Si el sistema es a 4H desequilibrado, (dos lámparas de 60W/220V y una de 25W/220V, la de la fase A), y con tensión de línea de 130V, vuelve a realizar las medias del apartado anterior. Rellena estas tablas:

FASE A

FASE B

FASE C

HILO NEUTRO

4.- En las condiciones del apartado anterior, levanta el hilo neutro, de forma que ZN= (. Rellena las tablas siguientes. Comenta los resultados.

FASE A

FASE B

FASE C

HILO NEUTRO

Comentarios:5.- Para comprobar la influencia de la resistencia del hilo neutro en las tensiones de fase de las cargas, realiza el siguiente experimento:

Con una alimentación de 130V de tensión de línea, conecta una resistencia en serie con el hilo neutro, de forma que ZN= 740(. Rellena las tablas siguientes. Comenta los resultados.

FASE A

FASE B

FASE C

HILO NEUTRO

Comentarios:

6. Medida de potencia activa reactiva y aparente en un sistema trifásico equilibrado. Corrección del factor de potencia.

En esta práctica se trata de que el alumno mida la potencia activa absorbida por un motor asíncrono trifásico y calcule, tanto la potencia reactiva absorbida como el factor de potencia. Finalmente se compensará dicho factor de potencia.

La alimentación del montaje se realizará a través del variac.

Para poder realizar este montaje, el alumno dispondrá de un tablero en el que se han dispuesto tres lámparas conectadas a una regleta de conexiones. El alumno deberá de realizar las conexiones necesarias para conectarlas con los generadores conexión triángulo.

Para evitar en lo posible que los hilos de conexión entre las cargas, el variac y los instrumentos de medida, puedan causar problemas no deseados, se deberá de utilizar la plataforma auxiliar de bornas de que dispone cada puesto de trabajo.

INSTRUMENTOS Y MATERIAL NECESARIOS 1 variac trifásico 1 amperímetro de CA 1 voltímetro de CA 2 vatímetros monofásicos o uno trifásico 1 motor asíncrono trifásico conectado en triángulo, 380/220V, 1C.V.

1 plataforma auxiliar de bornes de conexión.

PROCESO

1.- Móntese el circuito de la figura, respetando inicialmente la disposición de los bornes de los vatímetros (puntos de referencia del fabricante).

Si tu puesto de trabajo dispone de un analizador de energía trifásico, el montaje a realizar será el siguiente:

2.- Asegúrate de que la tensión de salida del variac es cero. Conecta la alimentación de la mesa de trabajo y ve subiéndola gradualmente, actuando sobre el variac hasta obtener una tensión de salida de 220V entre fases.

Si la indicación de uno de los vatímetros fuera negativa (la aguja de medida se desplaza hacia la izquierda), deberás de invertir las conexiones de los bornes de la bobina amperimétrica y el valor de la medida realizada con dicho vatímetro se restará de la medida proporcionada por el otro vatímetro.

Debe de recordarse que la potencia resultante, P, es la suma algebraica P= W1 + W2 (La medida de potencia también se realizará con el vatímetro trifásico disponible en el laboratorio) Deja girar libremente el eje de motor.

En estas condiciones rellena la siguiente tabla (recuerda que el sistema es equilibrado):

3.- Conecta en paralelo y en estrella tres condensadores de 28(F/250VAC. Repite las medias del apartado anterior para las mismas condiciones de alimentación. Comenta los resultados y rellena las siguientes tablas:

4.- Repite el apartado 3 con los condensadores conectados en triángulo. Compara los resultados obtenidos. Rellena las siguientes tablas:

Comenta las posibles "anomalías" que se producen en la corrección de potencia cuando los condensadores se conectan en triángulo.

7. Determinación de la secuencia de fases en un sistema trifásico

7.1.- INTRODUCCIÓN Esta práctica está inspirada en el libro "Prácticas de Circuitos Eléctricos" de Félix Redondo Quintela y Juan Manuel García Arévalo de la Universidad de Béjar. Otra buena referencia es el libro de Jesús Fraile Mora sobre "Electromagnetismo y Circuitos Eléctricos", Colección Escuelas 1993. Servicio de Publicaciones de la ETSI Caminos, Canales y Puertos.

Para ciertas aplicaciones es necesario conocer la secuencia de fases de las líneas de alimentación trifásica, como por ejemplo en el caso del accionamiento de motores asíncronos trifásicos, cuyo sentido de rotación depende del sentido de giro de esta secuencia de fases. En esta práctica, se trata por tanto de averiguar el orden de sucesión de las tensiones de línea sabiendo que están desfasadas entre sí 120º.

Consideremos el circuito de la figura:

R1 y R2 son dos resistencias iguales de valor óhmico R. Xc es la reactancia de un condensador de resistencia de fugas infinita. Supongamos conocida la secuencia de fases de la fuente trifásica, tal y como se indica a continuación.

Calculemos los módulos de las tensiones VAO y VBO a las que están alimentadas las resistencias.

Si

Si resulta que:

Estos valores se diferencian sólo en el radicando, y en concreto en el valor del paréntesis, con lo que resulta que

VAO > VBO

Si R1 y R2 son las resistencias de dos lámparas de incandescencia iguales, la lámpara 2 alumbrará menos que la 1. La diferencia será tanto mayor cuanto mayor sea la impedancia XC del condensador. El resultado, es por tanto, que alumbra más la lámpara de la fase más adelantada de las dos. Si hacemos algún intercambio en las tensiones de alimentación, tomando como origen de fases siempre la tensión aplicada al condensador, el resultado es el mismo, basta con realizar el mismo tipo de operaciones para comprobar que el resultado es el mismo, tal y como se comprueba a continuación.

En este caso se tiene que:

Calculemos los módulos de las tensiones VAO y VBO a las que están alimentadas las resistencias.

Si

Si

Si resulta que:

Luego VAO < VBO La conclusión es la misma: alumbra más la lámpara de la fase más adelantada.

7.2.- REALIZACIÓN PRÁCTICA A.- En la mesa disponemos de un tablero en el que se han fijado dos portalámparas, cada uno de ellos con una lámpara de incandescencia de 60W y dos condensadores, uno de 4uF y otro de 14uF. Realiza el montaje indicado anteriormente, y que se repite por comodidad, conectando en primer lugar el condensador de 4uF.

Recuerda que la alimentación trifásica del sistema la tienes que aplicar a través del variac y siguiendo el procedimiento indicado en las prácticas anteriores. La tensión de alimentación entre fases es de 220V.

Conecta una cualquiera de las fases de salida del variac al terminal libre del condensador. Esta es la fase que tomaremos como origen de fases. A continuación conecta las otras dos fases a los terminales libres de las lámparas de 60W. La fase conectada a la lámpara que alumbre más será la fase más adelantada y será por tanto la que sigue a la fase que hemos tomado como referencia.

B.- Dibuja el esquema real, indicando sobre él la lámpara que más alumbra.

C.- Averigua la secuencia de fases de los terminales de la fuente ensayada. Dibuja el diagrama fasorial del resultado obtenido.

D.- Intercambia dos fases cualesquiera y comprueba que la secuencia de fases es contraria a la obtenida en el caso anterior. Repite los apartados B y C.

E.- Para comprobar la influencia de la reactancia del condensador XC, realiza los apartados B, C y D con el condensador de 14uF que está fijado al tablero.

F.- Justifica los resultados.

G.- Para realizar de forma rápida este tipo de ensayos existen en el mercado unos instrumentos, denominados vulgarmente girafases que permiten obtener de una forma sencilla y rápida el sentido de rotación de las fases de cualquier fuente trifásica. En el laboratorio disponemos de uno de estos instrumentos. Una vez que hayas realizado los experimentos anteriores, pídele al profesor el girafases y comprueba los resultados que has obtenido con anterioridad.

Autor:

PabloTurmero