El documento describe los sistemas trifásicos de generación y transmisión de energía eléctrica. Explica que un generador trifásico produce tres voltajes sinusoidales desfasados 120° entre sí. Los sistemas trifásicos requieren conductores más delgados y son más eficientes para la transmisión de potencia que los sistemas monofásicos. También describe las conexiones en Y y en Δ de los generadores trifásicos y algunos cálculos básicos de potencia en estas configuraciones.

2. PEDRO JESUS SILVA
VILLAMIL
ING. ELECTRONICO
UFPS

3. UNIDAD 3
SISTEMAS TRIFÁSICOS
Un generador de CA diseñado para desarrollar un solo voltaje senoidal por cada rotación del rotor
se denomina generador de CA monofásico. Si el numero de bobinas en el rotor se incrementa de
manera especifica se obtiene un generador polifásico de CA, el cual desarrolla mas de un voltaje
por cada rotación del rotor.
Para la transmisión de potencia, los sistemas polifásicos son los preferidos sobre los sistemas de
monofásicos.
1. Pueden usarse conductores menor diámetro para transmitir la misma cantidad de kVA al mismo
voltaje.
2. posibilidad de disponer de diferentes tensiones, según como conectemos las cargas.
3. Las líneas mas ligeras son las mas fáciles de instalar, y las estructuras de soporte se pueden
instalar a mayor distancia
4. Los equipos y motores trifásicos tienen características de operación y arranque debido a un flujo
mas uniforme de potencia.
5. En general la mayoría de los grandes motores son trifásicos por que son esencialmente de
autoarranque y no requieren de una circuitería adicional de arranque.

4. La frecuencia generada se determina por el numero de polos en el rotor y la velocidad con la
que gira. En EUROPA la frecuencia es de 50Hz y en ESTADOS UNIDOS la frecuencia es de
60Hz. La cantidad de voltajes de fase que pueden ser producidos por un generador
polifásico no esta limitado a tres, esto es debido a que se puede espaciar el devanado para
cada fase en la posición angular correcta alrededor del estator.
El sistema polifásico es usado por casi todos los generadores eléctricos comerciales. El
sistema de dos fases se usa comúnmente en servomecanismos, que son sistemas de
control autocorrectivos, se usan en buques y aeronaves para mantener automáticamente el
curso, o en circuitos como termostato para regular la salida de calor.

5. GENERADOR TRIFASICO
El generador trifásico tiene 3 bobinas de inducción situadas a 120° entre si sobre el
estator, debido a que las bobinas tienen iguales especificaciones (numero de vueltas y
la velocidad angular es la misma con la que gira), el voltaje inducido en cada una
tendrá los mismo valores pico e iguales forma y frecuencia.

6. Nos podemos referir a las tensiones de L1, L2 y L3 respecto de un punto común o
neutro (N). En el sistema trifásico también tenemos la posibilidad de conectar
cargas directamente entre dos líneas de fase (220V)

8. GENERADOR CONECTADO EN Y
Si el punto en que todas las terminales están
conectadas se denomina punto neutro. si un
conductor no esta unido desde el punto hasta
la carga, el sistema se denomina generador
trifásico de tres alambres conectado en (Y). si
el neutro esta conectado , el sistema es un
generador trifásico de cuatro alambres
conectado en (Y).
𝐼𝐿 = I∅g = 𝐼∅𝐿
𝐸𝐿 = 𝑉𝐿 = 3𝐸∅
𝐸𝐴𝐵 + 𝐸𝐶𝐴 + 𝐸𝐵𝐶 = 0

9. SECUENCIA DE FASE GENERADOR CONECTADO EN Y
La secuencia de fase puede ser determinada por el orden en que los fasores
representan los voltajes de fase en un punto fijo en el diagrama fasorial por
ejemplo en un motor trifásico, si dos voltajes de fase son intercambiados, la
secuencia cambiara y la dirección de rotación del rotor del motor se invierte. La
secuencia de fase también puede ser descrita en términos de los voltajes de
línea sobre un diagrama fasorial
𝐸𝐴𝑁 = 𝐸𝐴𝑁∠ 0°
𝐸𝐶𝑁 = 𝐸𝐶𝑁∠ − 120°
𝐸𝐵𝑁 = 𝐸𝐵𝑁∠120°

10. EL GENERADOR CONECTADO EN (Y) CON CARGA EN (Y)
a. Encuentre los ángulos
de fase
b. Encuentre la magnitud
de los voltajes de línea
c. Encuentre las
corrientes de línea
d. Verifique si la carga
esta balanceada

11. 𝐼∅𝐿 = I𝑎n =
𝑉
𝑎𝑛
𝑍𝑎𝑛
=
120 𝑉
3 + 4𝑗
=
120∠0° 𝑉
5∠53.13°
= 24∠ − 53.13° 𝐴
𝐸𝐿 = 3𝐸∅ = 3 120 = 207.84 𝑉
𝐸𝐴𝐵 = 𝐸𝐶𝐴 = 𝐸𝐵𝐶 = 207.84 𝑉
𝜃2 = −120° 𝜃3 = 120°
𝑉∅ = 𝐸∅
𝑉
𝑎𝑛 = 𝐸𝐴𝑁 𝑉𝑏𝑛 = 𝐸𝐵𝑁 𝑉
𝑐𝑛 = 𝐸𝐶𝑁
Ibn =
𝑉𝑏𝑛
𝑍𝑏𝑛
=
120∠ − 120° 𝑉
5∠53.13°
= 24∠ − 173.13° 𝐴
Icn =
𝑉
𝑐𝑛
𝑍𝑐𝑛
=
120∠ + 120° 𝑉
5∠53.13°
= 24∠66.87° 𝐴
Ángulos de fase
Magnitud de los voltajes de línea

12. como 𝐼𝐿 = 𝐼∅𝐿
𝐼𝐴𝑎 = 𝐼𝑎𝑛 = 24∠ − 53.13° 𝐴
𝐼𝐵𝑏 = 𝐼𝑏𝑛 = 24∠ − 173.13° 𝐴
𝐼𝐶𝑐 = 𝐼𝑐𝑛 = 24∠66.87° 𝐴
𝐼𝑁 = 𝐼𝐴𝑎 + 𝐼𝐵𝑏 + 𝐼𝐶𝑐
IN es igual a cero como se requiere para
una carga balanceada.
Corrientes de línea

13. SISTEMA Y-Δ
No hay conexión neutra para el sistema Y-Δ
𝑍1 = 𝑍2 = 𝑍3
𝑉∅ = 𝐸𝐿
𝐼𝐿= 3𝐼∅

14. EL GENERADOR CONECTADO EN Δ
En este sistema, los voltajes de fase y de
línea son equivalentes e iguales al voltaje
inducido en cada bobina del generador
𝐸𝐿 = 𝐸∅𝑔
𝐼𝐿 = 3𝐼∅𝑔

15. SECUENCIA DE FASE GENERADOR CONECTADO EN Δ
Aunque los voltajes de línea y de fase de
un sistema conectado en Δ son los
mismos , es práctica común describir la
secuencia de fase en términos de los
voltajes de línea.
𝐸𝐴𝐵 = 𝐸𝐴𝐵∠0°
𝐸𝐵𝐶 = 𝐸𝐵𝐶∠ − 120°
𝐸𝐶𝐴 = 𝐸𝐶𝐴∠120°

16. POTENCIA
CARGA BALANCEADA CONECTADA EN Y

17. 𝑃∅ = 𝑉∅𝐼∅ cos 𝜃𝐼∅
𝑉∅
= 𝐼2
∅𝑅∅ =
𝑉2
𝑅
𝑅∅
𝑃𝑇𝑌 = 3𝐼2
∅𝑅∅ 𝑊
𝑄𝑇𝑌 = 3𝐼2
∅𝑋∅ 𝑉𝐴𝑟
𝑆𝑇𝑌 = 3𝑉∅𝐼 𝑉𝐴
Potencia promedio
Potencia reactiva
Potencia aparente
𝐹𝑃 =
𝑃𝑇
𝑆𝑇
= cos 𝜃𝐼∅
𝑉∅
𝑎𝑑𝑒𝑙𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑜 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑧𝑜
Factor de potencia

18. CARGA BALANCEADA CONECTADA EN Δ

19. 𝑃∅ = 𝑉∅𝐼∅ cos 𝜃𝐼∅
𝑉∅
= 𝐼2
∅𝑅∅ =
𝑉2
𝑅
𝑅∅
𝑃𝑇Δ = 3𝐼2
∅𝑅∅ 𝑊
𝑄𝑇Δ = 3𝐼2
∅𝑋∅ 𝑉𝐴𝑟
𝑆𝑇Δ = 3𝑉∅𝐼 𝑉𝐴
Potencia promedio
Potencia reactiva
Potencia aparente
𝐹𝑃 =
𝑃𝑇
𝑆𝑇
= cos 𝜃𝐼∅
𝑉∅
𝑎𝑑𝑒𝑙𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑜 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑧𝑜
Factor de potencia

20. Para la carga conectada en Δ-Y de la figura encuentre las potencias totales
promedio, reactiva, aparente y el factor de potencia de la carga
EJERCICIO

21. Considerando por separado la configuración Δ-Y
Para la Δ 𝑍Δ = 6 − 8𝐽 𝛺 = 10 ∠ − 53.13°
𝐼∅ =
𝐸𝐿
𝑍Δ
=
200 𝑉
10 𝛺
= 20𝐴
𝑃𝑇Δ = 3𝐼2
∅𝑅∅ = 3 202 𝐴 6𝛺 = 7200 𝑊
𝑄𝑇Δ = 3𝐼2
∅𝑋∅ = 3 202
𝐴 8𝛺 = 9600 𝑉𝐴𝑟
𝑆𝑇Δ = 3𝑉∅𝐼 = 3 200 𝑉 20 𝐴 = 12000 𝑉𝐴

22. Para la Y 𝑍𝑌 = 4 + 3𝑗Ω = 5 ∠36.87
𝐼∅ =
𝐸𝐿
3
𝑍𝑌
=
200 𝑉
3
5Ω
=
116 𝑉
5Ω
= 23.12 𝐴
𝑃𝑇𝑌 = 3𝐼2
∅𝑅∅ = 3 23.122
𝐴 4𝛺 = 6414.41 𝑊
𝑄𝑇𝑌 = 3𝐼2
∅𝑋∅ = 3 23.122 𝐴 3𝛺 = 4810.81 𝑉𝐴𝑟 (𝐿)
𝑆𝑇𝑌 = 3𝑉∅𝐼 = 3 116 𝑉 23.12 𝐴 = 8045.76 𝑉𝐴

23. Para la carga total 𝑃𝑇 = 𝑃Δ + 𝑃𝑌 = 7200 𝑊 + 6414.41 𝑊 = 13614.41 𝑊
𝑄𝑇 = 𝑄Δ − 𝑄𝑌 = 9600 + 4810.81 = 4789.19 𝑉𝐴𝑟
𝑆𝑇 = 𝑃2
𝑇 + 𝑄2
𝑇 = 13614.412 + 4789.192
𝑆𝑇 = 14432.2 𝑉𝐴
𝐹𝑃 =
𝑃𝑇
𝑆𝑇
=
13614.41 𝑊
14432.2 𝑉𝐴
= 0.943 𝑎𝑑𝑒𝑙𝑎𝑛𝑡𝑜

24. TALLER N°4
1. Para el sistema trifásico
a. Encuentre los ángulos de fase 𝜃2 𝑦 𝜃3
b. Encuentre la corriente de cada fase de la carga
c. Encuentre la magnitud de las corrientes de línea

25. 2. Para el sistema Δ-Δ
a. Encuentre los ángulos de fase 𝜃2 𝑦 𝜃3
b. Encuentre la corriente de cada fase de la carga
c. Encuentre la magnitud de las corrientes de línea

26. 3. Para el sistema Δ-Y
a. Encuentre el voltaje de cada fase de la carga
b. Encuentre la magnitud de los voltajes de línea

27. 3. Para el sistema
a. Encuentre el total de watts, los volt-ampere reactivos. Los volt-ampere, y el Fp
del sistema

28. CARGA POLIFASICA NO BALANCEADA: Carga que no tiene la misma impedancia en
cada fase.
CORRIENTE DE FASE: Corriente que fluye del generador ala carga de un sistema
polifásico o monofásico.
GENERADOR DE CA CONECTADO EN Δ: Generador trifásico que tiene las tres fases
conectadas en forma de la letra griega delta
GENERADOR DE CA MONOFASICO: Fuente electromecánica de potencia de CA que
genera un solo voltaje senoidal que tiene una frecuencia de terminada por ña velocidad de
rotación y el numero de polos del rotor.
GENERADOR POLIFASICO DE CA: Fuente electromecánica de potencia de CA que
genera mas de un voltaje senoidal por rotación del rotor. La frecuencia generada se
determina por la velocidad de rotación y el numero de polos del rotor.
GENERADOR TRIFASICO CONECTADO EN Y: Fuente trifásica de potencia de CA donde
las fases están conectadas en forma de letra Y.
VOLTAJE DE FASE: voltaje que aparece entre la línea y el punto neutro de un generador
conectado en Y y de línea a línea en un generador conectado en Δ .
VOLTAJE DE LINEA: Diferencia de potencial que existe entre las líneas de cualquier
sistema monofásico o polifásico.
GLOSARIO