En el tema de la electricidad se pueden encontrar muchos términos, fórmulas y fenómenos que impulsan al interés. Las dudas en el ramo eléctrico respecto a las conexiones y voltajes son cuestiones que no podrían acabar.
Dentro de los sistemas eléctricos con los que vivimos en la actualidad, que son muy comunes en casas, oficinas, y la misma industria, tienen características que dependen de la forma de suministro. Se les puede encontrar como sistemas monofásicos y como sistemas trifásicos.
En el análisis de un generador monofásico, los conductores pueden estar limitados a dos. Teniendo como correspondencia el conductor fase y el conductor neutro. Es más común la utilización en residencia y comercio por razones del consumo que no llega a ser de mucha demanda.
Uso común de sistemas monofásicos
A través de ese texto podremos aprender un poco más de los tipos de conexiones trifásicas encontradas en el mundo de la electricidad y cómo se comportan en algunos casos.
Si se comienza a analizar los sistemas trifásicos, todo inicia a través de un generador monofásico. En la inspección del generador monofásico se muestra que la potencia no es constante a través del tiempo, y por la misma razón se utilizan los generadores trifásicos. Los sistemas trifásicos se encuentran con variantes en el método de conexión que estos tengan.
Corriente monofásica y corriente trifásica
Como diferencia al generador monofásico, que solo tiene una bobina, el generador trifásico mantiene tres salidas de bobinas diferentes. Cada fase se caracteriza por tener 120° de diferencia en la circunferencia del generador, haciendo que las salidas de voltaje sean las mismas en cuanto a magnitud, pero diferentes en el tiempo de entrega.
El generador trifásico y su comportamiento
Cuando se habla de los sistemas trifásicos, los conductores o sistemas se pueden comportar como sistemas trifásicos a tres hilos o sistemas trifásicos a cuatro hilos. Esto depende de la conexión que determina el uso del conductor neutro o no, siendo el cuarto hilo. Estos sistemas son más comunes en la industria que tienen equipos de alto consumo.
Uso común de sistemas trifásicos
Las formas de conexión de un generador trifásico se dividen en dos formas llamadas conexión Delta y conexión Estrella. Cada tipo de conexión tiene diferentes propiedades y se asignan para diferentes usos.
Conexión tipo Estrella
En un sistema trifásico en estrella es posible agregar una terminal de tipo neutro. Siendo este la conexión de todas las fases así como está mostrada en la (imagen conexión tipo estrella). En este tipo de conexión las corrientes son de menor intensidad a comparación de la conexión Delta. Además, las conexiones en estrella son más utilizadas en las líneas de transmisión de potencia en la red.
Conexión tipo estrella con inversores
Una de las características, es su igualdad en corrientes. En cuestiones de voltajes, se presenta el factor de √3 mostrada con más claridad con la fórmula:
Siendo:
IL = Corriente de línea
IF = Corriente de fase
VL = Voltaje de línea
VF = Voltaje de fase
Conexión tipo Delta
Cuando el sistema trifásico se compone de una conexión tipo Delta, el conductor neutro es omitido. Este tipo de sistemas es más común en las líneas de distribución del sistema eléctrico. También tiene la característica que los aislamientos son más elevados por las mismas corrientes a utilizar.
Conexión tipo delta con inversores
Para este caso, los voltajes de línea y voltajes de fase se manejan en igualdad, mientras que el factor multiplicativo de la √3 es aplicado en las corrientes.
Siendo:
IL = Corriente de línea
IF = Corriente de fase
VL = Voltaje de línea
VF = Voltaje de fase
Analizando estos elementos clave, los circuitos trifásicos llegan a cumplir medidas de mayor beneficio en los sistemas y equipos eléctricos especializados para mayor potencia y estabilidad. También, cuando se refieren a costos, es más costoso adaptar un sistema monofásico a uno trifásico que en el caso contrario. Esto debido a que si tratas de alimentar tres cargas con un sistema monofásico necesitarás más conductores para ello que si las mismas cargas son alimentadas con un sistema trifásico (véase en imagen tres cargas).
Alimentación de tres cargas con un generador monofásico y un generador trifásico
Por lo tanto, los sistemas trifásicos serán un tema que se presentará en más de una ocasión. Dependiendo de tu necesidad, el sistema eléctrico se puede adaptar.
En una instalación fotovoltaica hay formas de realizar una interconexión a la red tratando de balancear las cargas, en especial cuando los inversores a elegir tienen salidas de dos fases. En un sistema trifásico, lo ideal es tener un sistema balanceado de las corrientes que estarán fluyendo por cada circuito.
Como ejemplo analizaremos el ejercicio con un sistema balanceado. Al conectar los tres inversores en un circuito trifásico.
Alimentación de tres cargas con un generador monofásico y un generador trifásico
En la imagen se aprecia que los inversores estarán en un sistema balanceado por tener los 25 A como salida en cada corriente de fase del circuito (Iab, Ibc, Ica). Por lo tanto, en las corrientes de línea (Ia, Ib, Ic) tendremos el mismo amperaje resultante de la operación matemática (mencionada en el apartado de conexión en delta). Entonces, se realiza la multiplicación de la corriente de fases (25 A) por √3, obteniendo el resultado de 43.3 A en cada corriente de línea. Al ser las corrientes de línea iguales, el sistema cumple de ser un sistema balanceado.
Por conclusión, los circuitos trifásicos tienen su grado de complejidad, pero también muy necesarios a utilizar. Hay que apostar por las buenas prácticas y con ello al estudio de los mismos.
