De tres fases

TRIFÁSICO: Que opera por medio de la combinación de tres circuitos de corriente alterna, los cuales difieren en fase por un tercio de ciclo.

Sistemas Trifásicos: Conceptos y Aplicaciones

Un sistema trifásico es un tipo de distribución de energía eléctrica que utiliza tres corrientes alternas de igual frecuencia y amplitud, pero desfasadas entre sí por 120 grados eléctricos. Este sistema es el estándar en la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica a nivel industrial y comercial debido a su eficiencia y versatilidad.
Fundamentos del Sistema Trifásico

1. Generación de Energía Trifásica:
• La corriente trifásica se genera en alternadores con tres devanados separados por 120 grados eléctricos en el rotor. Esto produce tres tensiones sinusoidales desfasadas que pueden combinarse para formar un sistema equilibrado.
2. Características de la Corriente Trifásica:
• Las tres corrientes alternas (fases) pueden suministrar energía de manera continua y uniforme.
• Las tensiones entre fases (líneas) son mayores que las tensiones entre cada fase y el neutro, lo cual se relaciona mediante el factor √3.
3. Conexiones de Sistemas Trifásicos:
• Estrella (Wye): Los extremos de las tres bobinas se conectan en un punto común (neutro), dejando los otros extremos como terminales de línea.
• Delta: Los devanados están conectados en un circuito cerrado, formando un triángulo.

Ventajas del Sistema Trifásico

1. Eficiencia Energética:
• La potencia en un sistema trifásico es constante, evitando fluctuaciones como las que ocurren en sistemas monofásicos.
• Permite el uso de equipos más pequeños y ligeros para la misma cantidad de potencia.
2. Reducción de Material:
• Un sistema trifásico requiere menos conductores para transmitir la misma cantidad de energía que sistemas monofásicos equivalentes.
3. Mayor Capacidad de Carga:
• Es ideal para alimentar grandes motores y otros equipos industriales.
4. Versatilidad:
• Los sistemas trifásicos pueden alimentar tanto dispositivos monofásicos como trifásicos.

Transformadores Trifásicos

Los transformadores trifásicos son esenciales para ajustar los niveles de voltaje en la transmisión y distribución de energía. Su núcleo está compuesto por tres columnas que permiten manejar las tres fases simultáneamente. Las principales configuraciones de conexión son:

• Delta-Delta: Común para aplicaciones industriales, con alta capacidad de manejo de carga.
• Estrella-Delta o Delta-Estrella: Utilizadas para reducir o elevar tensiones en la transmisión.
• Estrella-Estrella: Adecuada para sistemas con conexión a neutro.

Convertidores de Fase

Cuando se necesita convertir energía monofásica a trifásica, se utilizan convertidores de fase. Hay dos tipos principales:

1. Rotativos:
• Utilizan un motor-generador para crear una tercera fase a partir de una fuente monofásica.
• Son ideales para aplicaciones industriales que requieren equipos trifásicos.
2. Estáticos:
• Emplean componentes electrónicos para simular una tercera fase.
• Son más económicos pero menos eficientes para cargas pesadas.

Aplicaciones del Sistema Trifásico

1. Motores Eléctricos:
• Los motores trifásicos son más eficientes y tienen un par constante, lo que los hace ideales para maquinaria pesada.
2. Distribución de Energía:
• En redes eléctricas, el sistema trifásico minimiza las pérdidas y mejora la capacidad de transporte de energía.
3. Equipos Industriales:
• Calderas eléctricas, compresores y sistemas de climatización funcionan eficientemente con energía trifásica.
4. Sistemas de Iluminación:
• Distribuye la carga uniformemente entre las tres fases, mejorando la eficiencia.

Limitaciones del Sistema Trifásico

1. Costo Inicial:
• Los equipos trifásicos y la infraestructura asociada pueden ser más costosos en la instalación inicial.
2. Mantenimiento Complejo:
• Requiere mayor cuidado en el equilibrio de las cargas y en la sincronización de fases.
3. Incompatibilidad con Cargas Monofásicas:
• Aunque puede alimentar dispositivos monofásicos, el uso ineficiente de fases puede causar desequilibrios.

Conclusión
El sistema trifásico es una solución robusta y eficiente para la generación, transmisión y uso de energía eléctrica. Su capacidad para manejar cargas grandes, junto con su eficiencia en el uso de materiales, lo convierte en la columna vertebral de las redes eléctricas modernas. Sin embargo, su implementación requiere planificación y mantenimiento adecuados para maximizar sus beneficios.

Sistemas Trifásicos: Conceptos y Aplicaciones

Un sistema trifásico es un tipo de distribución de energía eléctrica que utiliza tres corrientes alternas de igual frecuencia y amplitud, pero desfasadas entre sí por 120 grados eléctricos. Este sistema es el estándar en la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica a nivel industrial y comercial debido a su eficiencia y versatilidad.
Fundamentos del Sistema Trifásico

1. Generación de Energía Trifásica:
• La corriente trifásica se genera en alternadores con tres devanados separados por 120 grados eléctricos en el rotor. Esto produce tres tensiones sinusoidales desfasadas que pueden combinarse para formar un sistema equilibrado.
2. Características de la Corriente Trifásica:
• Las tres corrientes alternas (fases) pueden suministrar energía de manera continua y uniforme.
• Las tensiones entre fases (líneas) son mayores que las tensiones entre cada fase y el neutro, lo cual se relaciona mediante el factor √3.
3. Conexiones de Sistemas Trifásicos:
• Estrella (Wye): Los extremos de las tres bobinas se conectan en un punto común (neutro), dejando los otros extremos como terminales de línea.
• Delta: Los devanados están conectados en un circuito cerrado, formando un triángulo.

Ventajas del Sistema Trifásico

1. Eficiencia Energética:
• La potencia en un sistema trifásico es constante, evitando fluctuaciones como las que ocurren en sistemas monofásicos.
• Permite el uso de equipos más pequeños y ligeros para la misma cantidad de potencia.
2. Reducción de Material:
• Un sistema trifásico requiere menos conductores para transmitir la misma cantidad de energía que sistemas monofásicos equivalentes.
3. Mayor Capacidad de Carga:
• Es ideal para alimentar grandes motores y otros equipos industriales.
4. Versatilidad:
• Los sistemas trifásicos pueden alimentar tanto dispositivos monofásicos como trifásicos.

Transformadores Trifásicos
Los transformadores trifásicos son esenciales para ajustar los niveles de voltaje en la transmisión y distribución de energía. Su núcleo está compuesto por tres columnas que permiten manejar las tres fases simultáneamente. Las principales configuraciones de conexión son:

• Delta-Delta: Común para aplicaciones industriales, con alta capacidad de manejo de carga.
• Estrella-Delta o Delta-Estrella: Utilizadas para reducir o elevar tensiones en la transmisión.
• Estrella-Estrella: Adecuada para sistemas con conexión a neutro.

Convertidores de Fase
Cuando se necesita convertir energía monofásica a trifásica, se utilizan convertidores de fase. Hay dos tipos principales:

1. Rotativos:
• Utilizan un motor-generador para crear una tercera fase a partir de una fuente monofásica.
• Son ideales para aplicaciones industriales que requieren equipos trifásicos.
2. Estáticos:
• Emplean componentes electrónicos para simular una tercera fase.
• Son más económicos pero menos eficientes para cargas pesadas.

Aplicaciones del Sistema Trifásico

1. Motores Eléctricos:
• Los motores trifásicos son más eficientes y tienen un par constante, lo que los hace ideales para maquinaria pesada.
2. Distribución de Energía:
• En redes eléctricas, el sistema trifásico minimiza las pérdidas y mejora la capacidad de transporte de energía.
3. Equipos Industriales:
• Calderas eléctricas, compresores y sistemas de climatización funcionan eficientemente con energía trifásica.
4. Sistemas de Iluminación:
• Distribuye la carga uniformemente entre las tres fases, mejorando la eficiencia.

Limitaciones del Sistema Trifásico

1. Costo Inicial:
• Los equipos trifásicos y la infraestructura asociada pueden ser más costosos en la instalación inicial.
2. Mantenimiento Complejo:
• Requiere mayor cuidado en el equilibrio de las cargas y en la sincronización de fases.
3. Incompatibilidad con Cargas Monofásicas:
• Aunque puede alimentar dispositivos monofásicos, el uso ineficiente de fases puede causar desequilibrios.

El sistema trifásico es una solución robusta y eficiente para la generación, transmisión y uso de energía eléctrica. Su capacidad para manejar cargas grandes, junto con su eficiencia en el uso de materiales, lo convierte en la columna vertebral de las redes eléctricas modernas. Sin embargo, su implementación requiere planificación y mantenimiento adecuados para maximizar sus beneficios.

Motor trifásico. Arranque.

Circuito de control y potencia para el arranque y funcionamiento de un motor trifásico de corriente alterna.

Interpretación del circuito

El diagrama muestra un circuito de control y potencia para el arranque y funcionamiento de un motor trifásico de corriente alterna (M 3~). Se puede identificar que es un arranque directo de un motor trifásico, con protección térmica y fusibles para seguridad.

1. Alimentación eléctrica (R, S, T, N):

   • Se observan tres líneas de alimentación trifásica (R, S, T) y un neutro (N).
   • Estas líneas proporcionan la energía necesaria para el motor.

2. Fusibles (FU):

   • Se emplean para proteger el circuito contra sobrecorrientes o cortocircuitos en cada una de las fases.

3. Contactor (KM):

   • Es el encargado de conectar y desconectar el motor de la red eléctrica.
   • Posee una bobina de control (A1, A2) que, cuando se energiza, cierra los contactos de potencia y permite el paso de corriente al motor.

4. Relé térmico (FR):

   • Se usa para proteger el motor ante sobrecargas térmicas.
   • Está conectado en serie con el motor, de modo que si detecta un aumento de temperatura excesivo, abre el circuito y detiene el motor.

5. Motor trifásico (M 3~):

   • Es el actuador principal del sistema.
   • Sus bobinas están conectadas en U, V, W para recibir la alimentación trifásica.

1. Estado inicial (Motor apagado):

   • El contactor KM está abierto, por lo que el motor no recibe tensión.
   • El relé térmico FR está en estado normal, listo para interrumpir la alimentación si hay sobrecarga.

2. Arranque del motor:

   • Cuando se acciona el contactor KM, se cierra el circuito de potencia, permitiendo que la corriente fluya hacia el motor trifásico.
   • El motor comienza a girar con la tensión de línea aplicada directamente a sus terminales U, V, W.

3. Protección ante sobrecargas:

   • Si la corriente del motor excede el valor nominal por un período prolongado, el relé térmico (FR) detecta el sobrecalentamiento y abre el circuito, desconectando el motor.
   • Los fusibles (FU) actúan si hay un cortocircuito o sobrecorriente extrema.

4. Paro del motor:

   • Si se desenergiza la bobina del contactor KM, sus contactos principales se abren y el motor deja de recibir alimentación, deteniéndose.

• Este circuito es utilizado para el arranque y protección de motores trifásicos en diversas aplicaciones industriales y comerciales.
• Se emplea en bombas, ventiladores, compresores, transportadores y maquinaria industrial.
• Se recomienda en sistemas donde no se necesita control de velocidad ni inversión de giro.

Este es un circuito de arranque directo de motor trifásico, protegido con fusibles y un relé térmico. Su función es asegurar un arranque seguro y proteger el motor contra sobrecargas y cortocircuitos.

Ejemplo 2. Circuito de control y potencia para un motor trifásico (M 3~) con un sistema de protección y señalización luminosa. Se trata de un arranque directo de motor trifásico con relé térmico y una indicación visual de estado.

Interpretación del circuito

El diagrama representa un circuito de control y potencia para un motor trifásico (M 3~) con un sistema de protección y señalización luminosa. Se trata de un arranque directo de motor trifásico con relé térmico y una indicación visual de estado.

1. Alimentación eléctrica (R, S, T, N):

   • Proporciona la energía trifásica necesaria para el funcionamiento del motor.
   • Se observa un neutro (N) para el circuito de control.

2. Fusibles (FU):

   • Protegen el circuito de sobrecorrientes o cortocircuitos en cada una de las fases.

3. Contactor (KM):

   • Es el encargado de conectar y desconectar el motor de la red eléctrica.
   • Contiene una bobina de control (A1, A2) que, al activarse, cierra los contactos de potencia permitiendo el paso de corriente al motor.

4. Relé térmico (FR):

   • Protege el motor contra sobrecargas térmicas.
   • Si detecta sobrecalentamiento, abre el circuito y detiene el motor.

5. Señalización luminosa (HL - Lámpara de indicación):

   • La lámpara HL indica el estado del motor.
   • Se enciende cuando el motor está en funcionamiento.

6. Interruptor auxiliar de señalización (SM):

   • Actúa como un contacto de señalización para monitorear el estado del sistema.

7. Contacto auxiliar del relé térmico (95-96 y 98):

   • El contacto 95-96 normalmente está cerrado y se abre si hay una sobrecarga.
   • El contacto 98 se usa para señalización cuando el relé térmico ha actuado.

1. Estado inicial (Motor apagado):

   • El contactor KM está abierto, por lo que el motor no recibe alimentación.
   • La lámpara HL está apagada.
   • El relé térmico FR está en estado normal, preparado para interrumpir el circuito en caso de sobrecarga.

2. Arranque del motor:

   • Al activar el contactor KM, se cierran sus contactos de potencia y el motor recibe alimentación en U, V, W.
   • La lámpara HL se enciende, indicando que el motor está funcionando.

3. Protección ante sobrecargas:

   • Si la corriente del motor excede su valor nominal, el relé térmico (FR) detecta la sobrecarga y abre el circuito, desconectando el motor.
   • El contacto 95-96 se abre, deteniendo el motor.
   • El contacto 98 puede activar una alarma o señal visual.

4. Paro del motor:

   • Si se corta la alimentación de la bobina del contactor KM, sus contactos principales se abren y el motor se detiene.
   • La lámpara HL se apaga.

• Este circuito se usa para el control de motores trifásicos en aplicaciones industriales.
• Se encuentra en bombas, ventiladores, transportadores y compresores donde se requiere una señal de estado visual.
• Su sistema de protección térmica evita daños al motor por sobrecarga.

Términos destacados:

• Arranque directo ( Direct start )
• Motor trifásico ( Three-phase motor )
• Alimentación eléctrica ( Electrical supply )
• Red trifásica ( Three-phase network )
• Neutro ( Neutral )
• Fusibles ( Fuses )
• Protección contra sobrecorriente ( Overcurrent protection )
• Cortocircuito ( Short circuit )
• Contactor ( Contactor )
• Bobina de control ( Control coil )
• Relé térmico ( Thermal relay )
• Protección del motor ( Motor protection )
• Sobrecalentamiento ( Overheating )
• Desconexión automática ( Automatic disconnection )
• Terminales ( Terminals )
• Corriente nominal ( Rated current )
• Bobinas ( Coils )
• Tensión de línea ( Line voltage )
• Conexión eléctrica ( Electrical connection )
• Sistema de control ( Control system )
• Máquina industrial ( Industrial machine )
• Bomba eléctrica ( Electric pump )
• Compresor ( Compressor )
• Ventilador ( Fan )
• Transportador ( Conveyor )
• Paro de emergencia ( Emergency stop )
• Interruptor ( Switch )
• Control de motores ( Motor control )
• Seguridad eléctrica ( Electrical safety )
• Automatización industrial ( Industrial automation )

Este circuito es un arranque directo de motor trifásico con protección térmica y señalización luminosa. Su función es garantizar un arranque seguro, evitar daños al motor y proporcionar una indicación visual del estado de operación.

Figura: Esquema funcional de mando.

El diagrama representa un circuito de control eléctrico basado en un contactor (KM), relé térmico (FR), pulsadores (SP y SM) y una lámpara indicadora (HL). Este circuito es comúnmente utilizado en sistemas de arranque y protección de motores eléctricos.

1. Alimentación eléctrica (R y N):

   • El circuito opera con una alimentación monofásica entre R (fase) y N (neutro).
   • Suministra energía a la bobina del contactor KM y a la lámpara indicadora HL.

2. Relé térmico (FR):

   • Protege el sistema de sobrecargas y fallos en el motor.
   • Contiene un contacto normalmente cerrado (95-96) que se abre en caso de sobrecarga.
   • Un contacto auxiliar (98) puede ser usado para señalización de fallo.

3. Pulsador de arranque (SP - normalmente abierto):

   • Cuando se presiona, permite que fluya corriente hacia la bobina del contactor KM, activando el circuito.

4. Pulsador de parada (SM - normalmente cerrado):

   • Si se presiona, interrumpe la corriente hacia el contactor, apagando el sistema.

5. Contactor (KM):

   • Actúa como un interruptor electromecánico.
   • Su bobina (A1-A2) se energiza cuando el pulsador SP es presionado.
   • Incluye un contacto auxiliar (13-14) que se utiliza como enclavamiento para mantener el circuito activo tras soltar el pulsador de arranque.

6. Lámpara indicadora (HL):

   • Se enciende cuando el contactor KM está activado, indicando que el sistema está en funcionamiento.

1. Estado inicial (Sistema apagado):

   • El relé térmico FR está en estado normal, permitiendo la circulación de corriente.
   • La lámpara HL está apagada.
   • El contactor KM está desactivado y su contacto auxiliar (13-14) está abierto.

2. Arranque del sistema:

   • Al presionar el pulsador SP (Start Pushbutton), se energiza la bobina del contactor KM.
   • El contactor KM cierra su contacto auxiliar (13-14), permitiendo que la bobina siga energizada incluso cuando se suelte SP.
   • La lámpara HL se enciende, indicando que el sistema está activo.

3. Mantenimiento del sistema encendido:

   • Gracias al enclavamiento del contacto auxiliar (13-14) de KM, el circuito permanece cerrado después de soltar SP.

4. Paro del sistema:

   • Al presionar el pulsador SM (Stop Pushbutton), se interrumpe la alimentación de la bobina del contactor KM, abriendo su contacto auxiliar (13-14) y apagando el sistema.
   • La lámpara HL se apaga.

5. Protección contra sobrecargas:

   • Si el relé térmico FR detecta una sobrecarga, su contacto 95-96 se abre, interrumpiendo el circuito y apagando el sistema.
   • Opcionalmente, el contacto 98 del relé térmico puede activar una señal de alarma o indicar una falla.

• Este circuito es usado en sistemas de arranque y parada de motores eléctricos en la industria.
• Aplicable en compresores, bombas, transportadores, ventiladores y máquinas industriales.
• Su diseño protege el motor contra sobrecargas, evitando fallos y prolongando su vida útil.

Este diagrama muestra un circuito de arranque directo para un motor trifásico (M1 3~) con protección contra sobrecarga y señalización luminosa. Es un sistema común en instalaciones industriales donde se requiere un arranque simple y seguro del motor.