¿Por qué se transmite la energía en 3 fases? ¿Por qué no más de 3?

  • Potencia constante : cuando sumas la potencia en cada fase, verás que la potencia total entregada resulta ser constante. Esto es ideal para reducir las vibraciones en los motores y mejorar la estabilidad de la fuente de alimentación.

    La línea negra (no el borde) es lo que denota el poder de las tres fases (que llamaremos “rojo”, “verde” y “azul”).
  • Campo magnético giratorio : la electricidad trifásica se puede utilizar para generar fácilmente un campo magnético giratorio, simplemente por la disposición espacial de las bobinas energizadas con cada fase. Esto es particularmente bueno para la fabricación de motores eficientes y simples (los motores eléctricos usan algo así como la mitad del suministro de electricidad del mundo). Los motores monofásicos suelen tener diseños más complicados para generar un campo magnético giratorio. Tres es el número más pequeño de fases necesarias para generar un campo magnético giratorio, todo por sí mismo.

  • Menos cables : un suministro monofásico requiere dos cables; Un suministro trifásico requiere tres cables. Elimina la necesidad de una línea neutral con un suministro trifásico. El costo de esto se suma: el cobre es costoso.
  • Fase única : puede obtener fácilmente una fase de un suministro trifásico.
  • Fases más altas : más de tres fases generalmente solo son útiles cuando necesita electricidad realmente limpia (efectos armónicos menores) o si necesita interactuar con sistemas de CC de muy alto voltaje (como en rectificadores). Se pueden considerar fases más altas cuando necesita transferir una gran cantidad de energía (por ejemplo, entre ciudades), pero existe la consideración adicional de integrar el mayor número de fases con el estándar de facto de tres fases para la distribución (por ejemplo, dentro del ciudad).

(Trazar por mí mismo usando Scilab. Segunda imagen de Wikipedia)

La respuesta real es histórica: es porque Nikola Tesla inventó el motor de inducción trifásico y la red de distribución trifásica necesaria para alimentarlo. Él lo patentó (paquete múltiple de patentes), luego lo vendió todo a Westinghouse Corporation, que construyó la red, luego vendió millones de dólares en motores trifásicos que reemplazaron los motores de vapor en las fábricas mundiales.

En la “Guerra de las corrientes”, si Edison Corp hubiera ganado, su pregunta sería “¿Por qué se transmite el poder como DC?

🙂

¿Por qué no cuatro fases? Se han utilizado otros sistemas, incluido el original de 90 grados de 2 fases utilizado en las primeras instalaciones de Westinghouse. La trifásica resulta ser menos perdida (más eficiente) y las líneas eléctricas que abarcan el continente fueron más baratas de construir. (Creo que la transmisión de CC con conversión electrónica activa ahora es más barata y mucho más eficiente, pero esa tecnología de “sala de válvulas” no existió hasta la década de 1940). Además, generalmente durante un período de décadas dominará el sistema más común, la conducción todas las variantes menos populares Entonces, en los próximos 100 años, ¿el alto voltaje de CC reemplazará a la mayoría de las 3 fases? Sí, tal vez para largas colas. Pero aún necesitamos el Sistema Polifásico de Tesla para hacer funcionar todos esos motores de inducción a escala industrial.

Aquí hay un excelente video corto de una antigua planta de Westinghouse, con la larga hilera de motores trifásicos industriales gigantes que se están construyendo: 1904 Pittsburgh PA

Además de las respuestas anteriores …

1-Al igual que una línea trifásica tiene 3 disyuntores (uno para cada uno) y tres barras de bus en una subestación, una línea de 6 fases (aunque tiene más potencia) tendría 6 CB y 6 barras de bus y, de manera similar, la línea de 12 fases tendría 12 Eso cuestiona la viabilidad económica de una línea de fase superior

2-Además, la ganancia de potencia no es proporcional a medida que avanzamos hacia un sistema de fase superior, mientras que una línea de 6 fases tiene casi el doble de potencia que una línea de 3 fases, una línea de 12 fases no tiene el doble de potencia que una línea de 6 fases

El conductor neutro solo se puede quitar de un sistema perfectamente equilibrado. Esto es extremadamente raro. Normalmente, el conductor neutro tiene un tamaño insuficiente para que pueda transportar la corriente desequilibrada. Sin embargo, sigue siendo un ahorro de costos.