Actualmente, el sistema AC trifásico es muy popular y se utiliza en todo el mundo para generación de energía, transmisión de energía, distribución y para motores eléctricos.
El sistema trifásico tiene las siguientes ventajas en comparación con el sistema monofásico:
La relación potencia-peso del alternador trifásico es alta en comparación con el alternador monofásico. Eso significa que, para generar la misma cantidad de energía eléctrica, el tamaño del alternador trifásico es menor en comparación con el alternador monofásico. Por lo tanto, el costo total del alternador se reduce para la generación de la misma cantidad de energía. Además, debido a la reducción de peso, el transporte e instalación del alternador se vuelven más convenientes y se requiere menos espacio para alojar el alternador en las centrales eléctricas.
Para la transmisión y distribución de energía eléctrica de la misma cantidad de potencia, la necesidad de material de conductor es menor en el sistema trifásico en comparación con el sistema monofásico. Por lo tanto, el sistema de transmisión y distribución trifásico es más económico en comparación con el sistema monofásico.
Consideremos la potencia producida por un suministro monofásico y un suministro trifásico a factor de potencia unitario. La forma de onda de la potencia producida por un suministro monofásico a factor de potencia unitario se muestra en la figura (C), y la figura (D) muestra la forma de onda de la potencia producida por un suministro trifásico.
A partir de las formas de onda de potencia mostradas en las figuras (C) y (D) anteriores, queda claro que en el sistema trifásico, la potencia instantánea es casi constante a lo largo del ciclo, lo que resulta en un funcionamiento suave y sin vibraciones de la máquina. Mientras que en el sistema monofásico, la potencia instantánea es pulsante, por lo que cambia a lo largo del ciclo, lo que provoca vibraciones en las máquinas.
La relación potencia-peso del motor de inducción trifásico es alta en comparación con el motor de inducción monofásico. Esto significa que, para la misma cantidad de potencia mecánica, el tamaño del motor de inducción trifásico es menor en comparación con el motor de inducción monofásico. Por lo tanto, el costo total del motor de inducción se reduce. Además, debido a la reducción de peso, el transporte e instalación del motor de inducción se vuelven más convenientes y se requiere menos espacio para alojar el motor de inducción.
El motor de inducción trifásico se autoarranca, ya que el flujo magnético producido por el suministro trifásico es rotatorio con una magnitud constante. Mientras que el motor de inducción monofásico no se autoarranca, ya que el flujo magnético producido por el suministro monofásico es pulsante. Por lo tanto, debemos hacer algún arreglo para que el motor de inducción monofásico se autoarranque, lo que aumenta aún más el costo del motor de inducción monofásico.
El motor trifásico tiene un mejor factor de potencia
La relación potencia-peso del transformador trifásico es alta en comparación con el transformador monofásico. Esto significa que, para la misma cantidad de energía eléctrica, el tamaño del transformador trifásico es menor en comparación con el transformador monofásico. Por lo tanto, el costo total del transformador se reduce. Además, debido a la reducción de peso, el transporte e instalación del transformador se vuelven más convenientes y se requiere menos espacio para alojar el transformador.
Si ocurre un fallo en cualquier bobina de un transformador trifásico, las otras dos bobinas restantes pueden utilizarse en delta abierto para alimentar la carga trifásica. Lo mismo no es posible en el transformador monofásico. Esta capacidad del transformador trifásico aumenta aún más la confiabilidad del transformador trifásico.
Un sistema trifásico puede usarse para alimentar una carga monofásica, mientras que lo contrario no es posible.
El corriente continua rectificada desde un suministro trifásico tiene un factor de ondulación del 4%, y la corriente continua rectificada desde un suministro monofásico tiene un factor de ondulación del 48.2%. Esto significa que la corriente continua rectificada desde un suministro trifásico contiene menos ondulaciones en comparación con la corriente continua rectificada desde un suministro monofásico. Por lo tanto, la necesidad de filtro se reduce para la corriente continua rectificada desde un suministro trifásico, lo que reduce el costo total del convertidor.
A partir de lo anterior, queda claro que el sistema trifásico es más económico, eficiente, confiable y conveniente en comparación con el sistema monofásico.
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