Energía trifásica explicada: Entrega de energía eléctrica estable y eficiente

La energía trifásica es un método de transmisión de energía eléctrica que utiliza tres cables para entregar tres corrientes alternas independientes. La corriente en cada cable está desfasada de las otras en un tercio de un ciclo completo, con cada corriente representando una fase. Esto significa que un dispositivo que funciona con este tipo de fuente de energía recibe un flujo de electricidad más estable que el que recibiría de un sistema de distribución monofásico. Algunos sistemas de energía trifásica en realidad tienen cuatro cables; el cuarto es un cable neutro que permite al sistema usar un voltaje más alto.

Propósito

Las tres corrientes, juntas, entregan una carga equilibrada, algo no posible con corriente alterna monofásica. En corriente alterna (CA), la corriente alterna de dirección, fluyendo hacia adelante y hacia atrás en el circuito; esto significa que el voltaje también alterna, cambiando constantemente de máximo a mínimo. La energía trifásica combina los tres cables para compensar las oscilaciones máximas y mínimas, de modo que un dispositivo que recibe este tipo de energía no experimenta una variación tan amplia en el voltaje. Esto hace que la energía trifásica sea una forma muy eficiente de distribución de energía eléctrica. Consecuentemente, un motor eléctrico trifásico usa menos electricidad y normalmente dura más que un motor monofásico del mismo voltaje y potencia.

Orígenes

El flujo de energía trifásica comienza en una central eléctrica, donde un generador de energía eléctrica convierte la energía mecánica en corrientes eléctricas alternas. Después de numerosas conversiones en la red de distribución y transmisión, la energía se transforma en el voltaje estándar suministrado a hogares y negocios, 230 voltios en Europa o 120 voltios en América del Norte. La salida del transformador generalmente se conecta al sistema de energía usando tres cables vivos atados a un solo retorno a tierra. Esto se llama conexión en estrella.

Aplicaciones

Este tipo de sistema no suele proporcionar energía a casas domésticas, pero cuando lo hace, una tabla de distribución principal divide la carga. La mayoría de las cargas domésticas usan energía monofásica debido al menor costo de distribución. La energía trifásica es más común en entornos industriales, o donde se necesita más energía para operar maquinaria pesada, aunque hay excepciones.

El funcionamiento de motores eléctricos es el uso más frecuente de la energía trifásica. Un motor de inducción trifásico combina alta eficiencia, un diseño simple y un alto par de arranque. Ventiladores industriales, sopladores, bombas, compresores y muchos otros tipos de equipos comúnmente usan este tipo de motor eléctrico. Otros sistemas que pueden usar energía trifásica incluyen equipos de aire acondicionado, calderas eléctricas y grandes sistemas rectificadores usados para convertir corriente alterna en corriente continua.

Aunque la mayoría de los motores que funcionan con energía trifásica son bastante grandes, hay ejemplos de motores muy pequeños, como los que alimentan ventiladores de computadora, que funcionan con este tipo de energía. Un circuito inversor dentro del ventilador convierte corriente continua (CC) en una corriente alterna trifásica. Esto sirve para disminuir el ruido, ya que el par de un motor trifásico es muy suave.

Estándares

Los cables, llamados conductores, usados en un sistema de energía trifásica normalmente están codificados por colores, aunque los colores varían mucho según la ubicación, y la mayoría de los países tienen sus propios códigos. América del Norte tradicionalmente usa negro, rojo y azul para representar las tres fases, por ejemplo, mientras que el blanco representa el cable neutro. En Europa, por el contrario, marrón, negro y gris representan las fases, y el cable neutro es azul. Incluso con estos estándares nacionales, tienden a haber muchas irregularidades en las aplicaciones diarias. No es una buena idea para nadie que trabaje con energía trifásica hacer suposiciones sin consultar el diagrama para la instalación o sistema individual en cuestión.