circuito polifásico

Un circuito polifásico es un conjunto de conductores de corriente alterna que transportan voltajes que están deliberadamente desfasados entre sí, generalmente por intervalos iguales. La forma más común es la trifásica, donde tres voltajes sinusoidales están separados por 120 grados. Cada fase alcanza su voltaje pico en un momento diferente; este tiempo escalonado, no solo el número de cables, define el sistema. La CA monofásica es un punto de referencia para la comparación, pero la mayoría de la energía industrial es polifásica porque la geometría de los desfases crea ventajas mecánicas que la monofásica no puede igualar.

Los sistemas trifásicos suelen transportar voltajes de 208 V, 277 V, 380 V, 400 V o 480 V entre conductores de fase, con monofásica de 120/240 V derivada de dos fases donde los códigos locales lo permiten. Un sistema trifásico puede cablearse en delta (tres conductores, mayor voltaje, sin neutro) o en estrella (cuatro conductores incluyendo el neutro, referencia de menor voltaje, más seguro para cargas mixtas). El conductor neutro, si está presente, se encuentra en el centro geométrico de los tres voltajes de fase y no ve corriente bajo carga equilibrada. La distribución en el mundo real a menudo utiliza delta en el lado de transmisión y estrella en el lado de utilización, con un transformador en la unión.

Por qué la polifásica es importante en el trabajo industrial

Los motores trifásicos son más pequeños, ligeros y eficientes que los motores monofásicos de potencia equivalente porque los tres voltajes desfasados impulsan el par del rotor suavemente sin los puntos muertos que afectan a los diseños monofásicos. Un motor de inducción trifásico produce un par constante; un motor monofásico produce un par pulsante y requiere un condensador y un devanado auxiliar para arrancar. La maquinaria industrial, las bombas, los compresores y las trituradoras casi siempre utilizan motores trifásicos. Los sistemas de distribución de energía favorecen la polifásica porque tres fases equilibradas pueden entregar más potencia a través de la misma sección transversal del conductor que la monofásica, y la corriente neutra en un sistema en estrella equilibrado es teóricamente cero, por lo que se necesita menos cobre.

El desequilibrio es el principal modo de falla en los circuitos polifásicos. Cuando las cargas son desiguales entre fases, o cuando una sola fase se abre, las fases restantes deben transportar corriente adicional; los motores se sobrecalientan, los relés de protección se disparan y el equipo falla. Un desequilibrio de fase tan pequeño como del 3 al 5 por ciento puede acortar significativamente la vida útil del motor. Las pruebas requieren un analizador de potencia trifásico para medir el voltaje y la corriente en cada fase y verificar la separación del ángulo de fase; un multímetro básico no puede diagnosticar problemas polifásicos porque solo lee entre dos puntos en un instante.

El término polifásico proviene de las múltiples formas de onda desfasadas, cada una llamada fase. Los sistemas bifásicos (separados 90 grados) se utilizaron históricamente, especialmente en partes de América del Norte, pero ahora son raros; los sistemas tetrafásicos o hexafásicos existen en aplicaciones especializadas como la conversión HVDC y algunos rectificadores de soldadura, pero la ventaja económica y práctica de la trifásica la ha convertido en el estándar industrial global desde la década de 1890.