¿Por qué es trifásica mejor que monofásica?

Si profundizamos en el tema, descubriremos que hay muchas razones por las que estamos usando un sistema de suministro trifásico en lugar de un suministro monofásico, pero en general, estas son las razones prácticas por las que optamos por el trifásico,
· Los sistemas trifásicos pueden producir un campo magnético giratorio con una dirección específica y una magnitud constante, lo que simplifica el diseño de motores eléctricos.
· En la distribución de energía trifásica, se requiere una cantidad menor de cobre o aluminio para transferir la misma cantidad de energía en comparación con la energía monofásica.
· El tamaño de un motor trifásico es más pequeño que el de un motor monofásico de la misma clasificación.

Además de las razones anteriores, si observa las formas de onda, puede ver que en el caso de un sistema de suministro monofásico, el voltaje y la corriente alcanzan su valor máximo después de cada 0.02 segundos, pero en el caso del sistema de suministro trifásico, cada fase alcanza su valor pico después de cada 0.006 segundos. Esa es una gran ventaja.
La razón por la que no vamos por el suministro de 4 fases es que no será económico ya que un conductor adicional estará allí.

-Más bajo costo de cable por vatio entregado. A la misma corriente / voltaje, un sistema trifásico requiere un 50% más de área del conductor, pero entrega un 73% más de potencia.

-Motores menos costosos, más eficientes, generalmente un factor de potencia más alto.

-Mayor par de arranque del motor.

– Arranque de motor más sencillo y económico.

-Reducción de vibraciones en equipos motorizados. Esto puede dar como resultado un acabado más liso en las piezas mecanizadas.

-Es fácil adaptar un sistema trifásico para alimentar una carga monofásica. Es muy difícil adaptar un sistema monofásico para alimentar una carga trifásica.

Describo las ventajas de la trifásica sobre la monofásica.

1- La potencia en el sistema trifásico es constante, mientras que es de naturaleza pulsante en el caso de una sola fase, por lo tanto, más productiva en el caso de la trifásica. El par desarrollado en el motor trifásico es más que monofásico para la misma clasificación.
2- También es la razón de la característica de arranque automático de los motores de inducción trifásicos porque la línea trifásica puede producir un campo magnético giratorio, pero la monofásica no.
3- Las máquinas trifásicas son más baratas, eficientes, de menor tamaño y de construcción simple para la misma clasificación en comparación con las máquinas monofásicas. Por ejemplo, en el motor de inducción monofásico, necesitamos proporcionar un mecanismo adicional para arrancarlo y eso impone gastos adicionales.
4- La transmisión de potencia en el sistema trifásico es más barata en comparación con el sistema monofásico, aunque la trifásica requiere 3 o 4 conductores y la monofásica, solo 2. Para la transmisión de una cantidad fija de potencia a cierta distancia a un voltaje constante, trifásica requiere 3/4 veces el peso del conductor requerido en una sola fase.
5- El voltaje rectificado trifásico es más suave que el voltaje rectificado monofásico.

Básicamente trifásico proporciona un flujo de energía más estable.

Como puede ver, en corriente alterna, la potencia fluctúa con el tiempo. Tener 3 fases, cada una compensada en 120 grados, asegura que incluso cuando una fase está disminuyendo, las otras fases están aumentando y viceversa.

Otra forma de pensarlo. Si tuviera una bombilla conectada a una sola fase, se volvería más brillante, más tenue y más brillante al seguir la curva de CA. Con 3 fases, la bombilla mantiene aproximadamente el mismo nivel de brillo.

Hay muchas más razones que esta, así que investigue un sitio web académico que pueda brindarle una comprensión matemática completa de los sistemas.

El sistema trifásico tiene las siguientes ventajas en comparación con el sistema monofásico:

  1. La relación potencia / peso del alternador de 3 ø es alta en comparación con el alternador de 1 ø. Eso significa que para la generación de la misma cantidad de energía eléctrica, el tamaño del alternador de 3 ø es pequeño en comparación con el alternador de 1 ø. Por lo tanto, el costo total del alternador se reduce para generar la misma cantidad de energía. Además, debido a la reducción de peso, el transporte y la instalación del alternador se vuelven convenientes y se requiere menos espacio para acomodar el alternador en casas de máquinas.
  2. Para la transmisión de energía eléctrica y la distribución de la misma cantidad de energía, el requisito de material conductor es menor en el sistema de 3 ø en comparación con el sistema de 1 ø. Por lo tanto, el sistema de transmisión y distribución de 3 ø es económico en comparación con el sistema de 1 ø.
  3. Consideremos la potencia producida por el suministro monofásico y el suministro trifásico con un factor de potencia unitario. La forma de onda de la producción de energía debido al suministro de 1 fase en el factor de potencia unitario se muestra en la figura (C), y la figura (D) muestra la forma de onda de la energía producida debido al suministro de 3 fases.
  4. Para la transmisión de energía eléctrica y la distribución de la misma cantidad de energía, el requisito de material conductor es menor en el sistema de 3 ø en comparación con el sistema de 1 ø. Por lo tanto, el sistema de transmisión y distribución de 3 ø es económico en comparación con el sistema de 1 ø
  5. El motor de inducción trifásico se inicia automáticamente ya que el flujo magnético producido por el suministro trifásico está girando en la naturaleza con una magnitud constante. Mientras que el motor de inducción de 1 ø no se inicia automáticamente, ya que el flujo magnético producido por el suministro de 1 ø es de naturaleza pulsante. Por lo tanto, tenemos que hacer algunos arreglos para que el motor de inducción de 1 ø se inicie automáticamente, lo que aumenta aún más el costo del motor de inducción de 1 ø.
  6. El motor trifásico tiene un mejor factor de potencia y eficiencia en comparación con el motor de 1 ø.
  7. La relación potencia / peso del transformador trifásico es alta en comparación con el transformador de 1 ø. Significa la misma cantidad de energía eléctrica, el tamaño del transformador trifásico es pequeño en comparación con el transformador de 1 ø. Por lo tanto, el costo total de un transformador se reduce. Además, debido a la reducción de peso, el transporte y la instalación del transformador se vuelven convenientes y se requiere menos espacio para acomodar el transformador.
  8. Si se produce una falla en cualquier devanado de un transformador trifásico, el resto de dos devanados se pueden usar en el delta abierto para servir la carga trifásica. Lo mismo no es posible en transformadores de 1 ø. Esta capacidad del transformador trifásico aumenta aún más la fiabilidad del transformador trifásico.
  9. Se puede usar un sistema trifásico para alimentar una carga de 1 ø, mientras que viceversa no es posible.
  10. La CC rectificada del suministro trifásico tiene un factor de ondulación del 4% y la CC rectificada del suministro de 1 ø tiene el factor de ondulación del 48,2%. La CC media rectificada a partir de un suministro de 3 ø contiene menos ondas en comparación con la CC rectificada a partir de un suministro de 1 ø. Por lo tanto, el requisito del filtro se reduce para CC rectificada desde un suministro trifásico. Que reducen el costo total del convertidor.

Desde arriba está claro que el sistema trifásico es más económico, eficiente, confiable y conveniente en comparación con el sistema de 1 ø.

No hay comparación de fases o una es mejor que la otra.

Las líneas trifásicas transportan corriente y voltaje mucho más altos en comparación con las líneas monofásicas, por lo que aparentemente obtienes más vatios en líneas trifásicas que las monofásicas.

Pero espera, ¿realmente necesitas tanta cantidad de energía? Bueno, si es transmisión y distribución y fines industriales. Sí, las líneas trifásicas son obligatorias, no podemos hacer funcionar el motor trifásico en una fase para decir que una es mejor que la otra.

Bueno, cuando se trata de casas, casi no hay ninguna aplicación que consuma poderes trifásicos. La única razón por la que la línea trifásica es útil es para cambiar la fase diferente mientras una fase está fuera de servicio o tiene fallas.

Hay varias ventajas de tres fases sobre una sola fase son
1. El sistema de fase es mucho más eficiente para una instalación de mayor capacidad.
2.el sistema trifásico aumenta la eficiencia energética y reduce la cantidad de equipos de instalación, lo que también reduce los costos de instalación y mano de obra.
3. Debido a la reducción del número de equipos instalados, el otro suministro de lujo requerido para el equipo también se redujo, esto puede ser un gran ahorro de energía.
Debido a toda esta ventaja sobre el suministro de 1 fase, el suministro de 3 fases tiene un uso más económico …

Las máquinas y controles trifásicos pueden ser más pequeños, más livianos y más eficientes que los equipos monofásicos comparables. Ellos suministran más energía en el mismo período que la que puede suministrar un circuito de alimentación monofásico. Y se requiere menos cantidad de alambre de cobre para distribuir la misma cantidad de energía en 3 fases en comparación con una sola fase, lo que también significa menos pérdidas de energía.

Uno puede usar múltiples fases si uno elige. Muchos años atrás se determinó que la fase 3 ofrecía el mejor beneficio de costo para la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. También forma la base de permitir el campo magnético giratorio requerido para motores, etc. concebido por Tesla y otros en la década de 1890.

porque se requiere menos cantidad de alambre de cobre para distribuir la misma cantidad de energía en 3 fases en comparación con una sola fase, lo que también significa menos pérdidas de energía.

y porque en el sistema trifásico, la corriente que se extrae del suministro se distribuye a través de 3 fases (3 cables), pero en una sola fase, el mismo componente se distribuye en 1 fase y las pérdidas de potencia = i ^ 2 * r

, la corriente consumida en 1-Q es mucho más la corriente en 3-Q, por lo que, según las pérdidas de potencia bajas, las pérdidas de potencia en 1-Q son mucho más 3-Q

Las ventajas de tres fases sobre un sistema monofásico son:

  1. La cantidad de material conductor requerida es menor para el sistema trifásico.
  2. La energía doméstica y la energía industrial / comercial se pueden proporcionar desde la misma fuente para el sistema trifásico.
  3. La regulación de voltaje de un sistema trifásico es mejor.
  4. Los motores trifásicos son de arranque automático, mientras que los motores monofásicos no son de arranque automático.

Fuente:

Ingeniería Eléctrica Básica por Abhijit Chakraborty

Con el sistema trifásico, es más fácil y económico manejar requisitos de mayor potencia, con respecto a la generación, transmisión, distribución y utilización.

La fase única es solo para un pequeño rango de requisitos.

Los beneficios de las tres fases dentro de un sistema monofásico serían: La cantidad de material conductor demandada es menor para los sistemas trifásicos. La energía doméstica y la energía industrial / comercial pueden ser proporcionadas por el mismo recurso para sistemas trifásicos. La regulación de voltaje de un sistema trifásico es mucho mejor.

Generador diesel trifásico

Este video responderá todas sus preguntas sobre la potencia de 1 fase y 3 fases

Trifásico puede transferir más cantidad de energía que monofásico para la misma cantidad de material conductor. Por lo tanto, indirectamente es más económico.

menos pierde ¡Mejor protección, más confiable!

Un sistema trifásico proporciona una corriente giratoria en un motor, por lo que puede comenzar a funcionar. Una fase única no arrancará un motor funcionando sin ayuda.