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Generadores de corriente alterna trifásicos



Generador trifásico
Figura 1. Esquema del Generador trifásico.

La figura 1 representa un esquema de un generador trifásico.

Estos generadores en su principio de funcionamiento no difieren de los generadores monofásicos. Su diferencia básica radica, en que tienen por lo menos tres zapatas polares dotadas de bobinas para la inducción. Cuando el rotor magnetizado, que genera un campo magnético variable, gira, generará voltajes alternos inducidos en cada bobina separados en tiempo un tercio de vuelta, o lo que es lo mismo 120 grados de giro. Algo así como si existieran tres generadores monofásicos en un mismo cuerpo, cuyos voltajes instantáneos se separan 120 grados del giro.


Esquema
Figura 2. Desfasaje de los voltajes trifásicos

Nuestro generador anterior tiene seis cables de salida, un par por cada una de las bobinas de generación,  si suponemos las tres bobinas iguales y colocamos un voltímetro entre los extremos de cada par, obtendremos voltajes exactamente iguales en magnitud y forma, pero separados un tercio del giro del generador. Representados por las tres sinusoides de la figura 2 a la izquierda.

Para convertir esos tres generadores monofásicos a un circuito trifásico necesitamos conectarlos. La conexión puede ser de dos formas diferentes conocidas como conexión en estrella y conexión en delta (o triángulo). Veamos como se hace esto en las figura 3 y 4 a continuación.
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Figura 3. Conexión en Estrella

La figura 3 representa la conexión en estrella. Las tres bobinas generadoras están representadas como rectángulos negros, y cada extremo libre se ha nombrado con una letra para simplificar.

En la conexión en estrella se conectan juntos en un punto común uno de los extremos (X,Y y Z) de las bobinas, por lo que solo quedan tres cables de salida del generador, llamados fases. Un cuarto cable adicional puede sacarse partiendo del punto de unión.

No es difícil demostrar que el punto común siempre tiene voltaje cero con respecto a tierra, por lo que se le llama neutro.

Convencionalmente llamaremos tensión entre fases a la diferencia de voltaje entre dos de las fases, y tensión a neutro a la diferencia de voltaje entre una fase y el neutro.

En la conexión estrella se cumple que:

La tensión entre fases es 1.73 veces mayor que la tensión a neutro. Esta tensión a neutro sería equivalente al voltaje producido por cada bobina generadora.
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Figura 4. Conexión en delta

En la conexión en delta, se unen los extremos de las bobinas generadoras formando un triángulo como se muestra en la figura 4.

En esta conexión solo tres cables pueden salir al exterior (fases).

No es muy difícil darse cuenta que la tensión entre fases es equivalente a la tensión de cada bobina generadora.


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