Histórico de polifásicos

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Evolución de la distribución de energía eléctrica

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1. Carrera de corrientes:El conflicto entre Thomas Edison y George Westinghouse sobre la superioridad de los sistemas de distribución de energía, la corriente continua (CC) frente a la corriente alterna (CA), fue un hito en la historia de la electricidad. Edison defendía el uso de la corriente continua, mientras que Westinghouse promovía la corriente alterna. Esta batalla llevó a importantes avances en la tecnología eléctrica.
2. Problemas con la distribución en corriente continua:Uno de los principales problemas de la distribución de corriente continua era la pérdida de voltaje en la transmisión a largas distancias. Edison intentó mitigar este problema instalando plantas generadoras de energía cerca de los puntos de carga para reducir las pérdidas en los cables. Además, se introdujo un sistema de distribución de 3 cables (+110V, neutro y -110V) para equilibrar las cargas y reducir las pérdidas.
3. Ventajas de la corriente alterna:El sistema de corriente alterna presentaba ventajas significativas sobre el sistema de corriente continua. El uso de transformadores permitía aumentar el voltaje para transmitir energía a largas distancias con pérdidas mínimas. Además, en el lado de carga, otro transformador reducía el voltaje a niveles utilizables. Esto permitía una transmisión más eficiente, la posibilidad de utilizar menos plantas generadoras de energía de mayor tamaño y la capacidad de suministrar voltajes personalizados a los usuarios finales.
4. Importancia de los sistemas trifásicos:Nicola Tesla fue fundamental en el desarrollo de los sistemas de corriente alterna. Tesla propuso el uso de sistemas trifásicos en lugar de sistemas monofásicos. Al agregar una fase más, el sistema trifásico permitía transmitir casi el doble de la potencia en comparación con un sistema monofásico, con solo un aumento del 50% en el costo de los cables. Esto resultó en una relación costo/beneficio muy favorable. Aunque podrían haberse introducido sistemas de 4, 5 o 6 fases, el costo adicional y la complejidad asociada hicieron que el sistema trifásico fuera la solución más óptima.

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Conceptos básicos de la corriente monofásica y trifásica

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La corriente monofásica requiere un mínimo de 2 cables para transmitir energía a la carga, mientras que la corriente trifásica requiere un mínimo de 3 cables.

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Diferencias entre sistemas monofásicos y trifásicos

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1. Complejidad: Es evidente que el sistema trifásico es más complicado que el sistema monofásico. Esto se debe a la presencia de tres formas de onda de voltaje en lugar de una sola.
2. Distribución de carga: En el sistema monofásico, la carga se alimenta con una sola forma de onda de voltaje, lo que significa que la potencia se suministra de manera constante en el tiempo. En contraste, en un sistema trifásico, las tres formas de onda de voltaje se superponen en el tiempo, lo que permite una distribución de carga más equilibrada y eficiente.
3. Desfase de voltaje: En un sistema trifásico, las tres formas de onda de voltaje están desfasadas entre sí por 120 grados. Esto significa que en cualquier momento dado, las tensiones en los diferentes cables estarán en diferentes puntos de sus ciclos, lo que proporciona una distribución más suave de la energía a lo largo del tiempo y reduce las fluctuaciones en la carga.

En general, los sistemas trifásicos son más adecuados para aplicaciones de mayor potencia y cargas equilibradas, ya que permiten una distribución de carga más eficiente y un mejor uso de la energía. Sin embargo, también son más complejos de diseñar y mantener en comparación con los sistemas monofásicos más simples.

En sistemas monofásicos de corriente alterna o sistemas de corriente continua, la mayoría de las mediciones de voltaje se hacen con referencia a un nodo común, a veces llamado "tierra" o más adecuadamente "común"; a veces esto será un Neutro. Al referirse a las mediciones de voltaje en sistemas trifásicos, puede o no hacerse referencia a un Neutro común.

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Configuraciones comunes de transformadores trifásicos en uso

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Los transformadores trifásicos se pueden enrollar de varias formas diferentes. Cada configuración de bobinado tiene sus ventajas y desventajas en cuanto a costo, peso y varios parámetros de rendimiento eléctrico.El devanado primario del transformador se puede configurar en modo "Δ" o "Y", y el devanado secundario se puede configurar en modo "Δ" o "Y". El devanado primario y secundario del transformador pueden estar configurados en modo "Δ" o "Y" en cualquier orden.La nomenclatura general para designar cómo está configurado el transformador es sencilla:• Δ/Δ = un devanado delta en el primario y un devanado delta en el secundario.• Δ/Y = un devanado delta en el primario y un devanado estrella en el secundario.• Y/Δ = un devanado estrella en el primario y un devanado delta en el secundario.• Y/Y = un devanado estrella en el primario y un devanado estrella en el secundario.Cuando estás en el lugar de instalación del cargador, generalmente no sabes si el transformador de voltaje en el lugar está configurado en modo Δ/Δ, Δ/Y, Y/Δ o Y/Y. El cargador de baterías de SCR controlado por microprocesador de La Marche, el A75DE, utiliza internamente un devanado Δ/Y.

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¿Requiere un cargador La Marche una alimentación en modo "Y" o  "Δ"?

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Los cargadores de baterías trifásicos de La Marche están diseñados específicamente para no requerir una conexión al Neutro, funcionando con corrientes equilibradas por fase. Nuestros cargadores solo requieren las conexiones de las tres fases más un cable de tierra de seguridad conectado desde nuestra carcasa a tierra.Los cargadores trifásicos de La Marche, como el A75D(E), A12B, TPSD, A36D, A70B, A35M, A45M, A75MD, pueden funcionar de manera igualmente eficiente con una alimentación en modo "Y" o "Δ". Lo importante es que el voltaje suministrado VLL coincida con el voltaje de entrada nominal del cargador y que el voltaje esté bien equilibrado. Como ocurre con todos los equipos eléctricos de alto potencial, la carcasa debe estar conectada a tierra según el Código Eléctrico Nacional (NEC) u otros códigos eléctricos locales..

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Mientras se encuentra dentro del equipo, como un cargador de baterías La Marche, el esquema muestra todas las conexiones para un control de calidad consistente y una comprensión clara de cada conexión realizada. Los electricistas de instalación pueden necesitar consultar el diagrama esquemático del equipo para asegurarse de que todas sus conexiones de cableado en campo sean correctas.Al medir la corriente en sistemas trifásicos con un osciloscopio o analizador de potencia, es necesario que la dirección de la sonda de corriente apunte hacia la carga para obtener una relación adecuada con el voltaje medido.Las corrientes de fase se documentan como valores RMS, por ejemplo: 12 Amperios Fase-A. La corriente de neutro también debe medirse y documentarse en términos RMS.

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Nomenclatura Monofásica y Trifásica de voltaje

La nomenclatura de voltaje para documentar medidas o especificaciones es bastante sencilla. En general, se acepta que las medidas de voltaje en sistemas monofásicos y trifásicos son los valores eficaces (RMS).

Si se menciona simplemente el voltaje como VPhase-A, se entiende que se ha medido de fase a neutro. Aquí se presentan algunos términos utilizados:

VLL = Voltaje medido de línea a línea, también conocido como fase a fase.

VBA = Voltaje medido de línea a línea, específicamente de fase B a fase A.

VLN = Voltaje medido de línea a neutro, también conocido como fase a neutro.

VCN = Voltaje medido de línea a neutro, específicamente de fase C a neutro.

En el caso de un ejemplo ideal de voltajes en una alimentación comercial "Y" de 480V o en la salida de un generador, tenemos:

VLL = 480

VVLN = 277V

En Estados Unidos, es común que un generador con salida "Y" o un transformador de distribución con salida "Y" tenga el terminal de neutro conectado a tierra en un punto único dentro del tablero principal de interruptores. Cuando el equipo de carga trifásico tiene una conexión de neutro, se necesitarán un total de 5 conductores para la carga: neutro, tierra y las tres fases.

Si te han proporcionado el voltaje en términos de fase a neutro, puedes calcular el voltaje de línea a línea:

𝑉 = 𝑉 × √3

Para un voltaje de 480V:

𝑉𝐿𝐿 ≈ 277𝑉 × √3

𝑉𝐿𝐿 ≈ 277𝑉 × 1.732

𝐿𝐿 𝐿𝑁 𝐿𝐿 𝐿𝑁 𝐿𝐿 𝐿𝑁

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