Como se determina la secuencia de fase en un sistema trifásico

Al realizar la conexión de una carga a un sistema trifásico es necesario conocer la

secuencia de fases presente en el mismo, al mismo tiempo esta es una condición

necesaria para la conexión de determinados motores trifásicos en los cuales es muy

importante respetar el sentido de giro.

Importancia de determinar las fases en un sistema trifásico

Comenzaremos con el concepto básico de que significa fase:

Fase.- Cada una de las partes de un circuito donde se genera, transmite o utiliza

una de las tensiones del sistema trifásico. También se lo conoce como a cada una

de las corrientes monofásicas que forman el sistema.

¿Qué es una secuencia de fase?

Fijado un origen de fases (fase 1, R), es el orden en el que se suceden las fases

restantes (2, 3; S, T). Estas se determinan experimentalmente.

La importancia es que determina el grupo de conexión de los  transformadores,

los métodos de medida de potencia, el sentido de giro de

los motores de  inducción.

Métodos para determinar la secuencia de fases

Existen varias formas para conocer la secuencia en un sistema trifásico:

Método de los dos vatímetros

Osciloscopio

Secuencímetro

Método de las dos lámparas

1. Método de los Vatímetros

Por el método de los dos vatímetros, se utiliza un sistema equilibrado de cargas,

inductivo o capacitivo. En función de la comparación de las lecturas de ambos se

determina la secuencia. Por ejemplo, si conectamos una carga inductiva equilibrada, la

lectura del vatímetro de menor indicación corresponderá al vatímetro P12 y por lo tanto

determinante de la secuencia de fase 1 para la amperómetrica, fase 2 para la voltimétrica

y finalmente la restante la fase 3.

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2. Osciloscopio

El osciloscopio es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra

señales eléctricas variables en el tiempo. Los osciloscopios son de los instrumentos más

versátiles que existen y lo utilizan desde técnicos de reparación de televisores a

médicos. Un osciloscopio puede medir un gran número de fenómenos, provisto del

transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud física en señal eléctrica)

será capaz de darnos el valor de una presión, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel

de vibraciones en un coche, etc. Las aplicaciones del osciloscopio suelen ser:

Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.

Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.

Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.

Localizar averías en un circuito.

Medir la fase entre dos señales.

Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.

Una de las aplicaciones vistas en el osciloscopio de doble trazo es la determinación de

la secuencia de fases, siguiendo el esquema siguiente:

Imagen 1 Conexión Osciloscopio (Extraído de www3.fi.mdp.edu.ar)

3. Secuencímetro

El secuencímetro es una aparato que nos indica la secuencia de fases a partir de la

indicación del sentido de rotación de un disco, en la figura 2, se muestra uno en que la

indicación de las fases viene dado por la dirección de la flecha grabada en un disco

rotante. Básicamente es un pequeño motor asincrónico, cuya rotación dependerá del

orden de sucesión en el tiempo de las fases que alimentan las bobinas estatóricas.

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Imagen 2 Secuencímetro con indicador de aguja (Extraído de www3.fi.mdp.edu.ar)

También pueden indicar el sentido de fase mediante indicadores luminosos, el sentido

de giro que un motor tendrá antes de su puesta en funcionamiento.

Los ledes que lo conforman permiten la visualización aun en los casos más difíciles, y

además incorpora indicación sonora por falta de fase o por giro con sentido antihorario.

Imagen 3 Secuencímetro con indicadores luminosos(Extraído de www3.fi.mdp.edu.ar)

4. Método de las dos lámparas

El método de las dos lámparas, es una forma sencilla de reemplazar al método de los

vatímetros u otros instrumentos. Se trata de conectar como carga trifásica a dos

lámparas incandescentes de igual potencia y un capacitor cuya Xc sea aproximadamente

igual a la resistencia R de lámpara. Por ejemplo, si las lámparas tienen una potencia de

100W, la reactancia capacitiva será de 484Ω con una capacidad de 6.6μF.

En la Figura se muestra la configuración del circuito en el programa Pspice

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Imagen 4 Circuito método de las dos lámparas (Extraído de

www3.fi.mdp.edu.ar/electrica/archivos/secuencia_fases.pdf)

Imagen 5 Método de las dos lámparas con bobina. (Extraído de www.electricidad.usal.es)

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Imagen 6 Método de las dos lámparas con condensador. (Extraído de www.electricidad.usal.es)

Procedimiento del Método de dos Lámparas.

Materiales utilizados. 

Imagen 7 Extraído de www.electric1.es

2 Lámparas incandescentes de 15 W a 230 Vac.

3 condensadores de 4 microfaradios en serie, para conseguir una capacidad de

1,33 microfaradios o con un solo condensador de esa equivalencia.

Varios trozos de cables y regletas de conexión.

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Secuencia de fases U-V-W.

Si la Resistencia de las lámparas es aproximadamente igual a la Reactancia de los

condensadores, la  intensidad que pasará por una de las lámparas será 3 veces mayor

que la intensidad que pasará por la otra lámpara,  esto se apreciará por una mayor

luminosidad.  Una de las fases la denominaremos como U y la conectaremos al

condensador, los otros dos terminales de las lámparas se conectarán a las otras dos

fases, la lámpara que emita más luz estará conectada a la fase que sigue a la fase U

(retrasada 120º), será la fase V. La lámpara que emita menos luz estará conectada a la

fase W,  retrasada 240º con respecto a la fase U. 

De esta forma averiguaremos fácilmente la secuencia de las fases. 

Imagen 8 (Extraído de www.electric1.es)

Secuencia de fases U-W-V.

En este caso hemos intercambiado los cables que alimentan a las dos lámparas,

observando que ahora da más luz la otra lámpara.

Tendremos en cuenta que la lámpara que dé más brillo corresponderá a la fase V,

retrasada 120º con respecto a la fase en donde está conectado el condensador. La

lámpara que da menos luz estará conectada a la fase W, que estará retrasada 240º con

respecto  a la fase del condensador, la fase U.

La fase U la hemos nombrado arbitrariamente, lo que nos interesa es la secuencia de las

mismas.

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Imagen 9 (Extraído de www.electric1.es)

Aplicaciones.

Son varios los casos en los que será necesario conocer la secuencia de fases:

A la hora de conectar un motor trifásico si queremos que nos gire en un

determinado sentido, necesitaremos conocer la secuencia de fases previamente.

Es muy fácil cambiar el sentido de giro del mismo, intercambiando dos de sus

fases de alimentación. Pero a veces nos encontraremos con máquinas que no nos

permitirán la prueba del sentido de giro, pudiendo estropearse si giran en sentido

contrario al diseñado, por poco tiempo que giren, como ocurre con los equipos

frigoríficos trifásicos, el compresor podría dañarse

Los motores eléctricos trifásicos están equipados con 6 bornas, conforme a la

norma CEI 34-8. Cuando el motor es alimentado en U1, V1 y W1 por una red de

secuencia directa L1, L2 y L3,  el motor girará en sentido horario visto desde la

salida del eje.

Si en una nave tenemos instaladas varias tomas trifásicas para equipos portátiles,

puede que la secuencia de fases no sea igual en todas ellas, no funcionando

adecuadamente los equipos. Si respetamos adecuadamente la secuencia de fases

en todas las tomas de corriente, los equipos funcionarán siempre igual

independientemente de donde se conecten.

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Linkografia

http://www.electric1.es/sfases/secuenciadefases.html

http://www3.fi.mdp.edu.ar/electrica/archivos/secuencia_fases.pdf

http://electricidad.usal.es/Principal/Circuitos/Practicas/Practicas/Datos/practicas/

Detsecfa/Detsecfa.htm

http://www3.fi.mdp.edu.ar/electrica/archivos/secuencia_fases.pdf

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