¿Por qué la tensión de alimentación es de 400 V cuando el neutro está desactivado en una alimentación trifásica?

El voltaje aplicado a la carga no cambia mágicamente de 230V a 400V cuando se elimina el neutro. La configuración de cableado entre el suministro y la carga, llamada "acoplamiento", determina si se aplican 230 V o 400 V a través de la (s) carga (s).

Toma una fuente de alimentación trifásica. Cada fase será de 230V al tomar el neutro como referencia. Debido a que cada fase se elimina en 120 °, la tensión entre dos fases es de 400V.

  

Aquí está la demostración rápida para $ U_ {21} = V_2-V_1 $; lo mismo vale para   los demás. $$ U_ {21} = V_2-V_1 = 230 \ cos (\ omega t) -230 \ cos (\ omega t + 2 \ pi / 3) $$ $$ = 230 \ left (\ cos (\ omega t) - \ left (\ cos (\ omega t) \ cos (2 \ pi / 3) -sin (\ omega t) \ sin (2 \ pi / 3) \ right) \ right) $$   $$ = 230 \ left (\ cos (\ omega t) + \ frac {1} {2} \ cos (\ omega t) + \ frac {\ sqrt {3}} {2} \ sin (\ omega t) \ derecha) $$   $$ = 230 \ left (\ frac {3} {2} \ cos (\ omega t) + \ frac {\ sqrt {3}} {2} \ sin (\ omega t) \ right) $$ $$ = 230 \ left (\ sqrt {3} \ sin (\ omega t + \ alpha) \ right), \ alpha = tan ^ {- 1} (\ sqrt {3}) $$ (refiérase a las identidades trigonométricas) Como pueda vea, la amplitud del voltaje de fase a fase es $ 230 \ sqrt {3} $   (tenga en cuenta que 230V es válido solo en ciertos países, pero la misma lógica es aplicable de lo contrario), o 400V. Esto también se puede verificar utilizando diagramas de fasores, como se usa a continuación para ilustrar el acoplamiento.

Ahora, sucede que hay 400V entre las fases. Nada le impide conectar una carga a través de las fases en lugar de entre una fase y el neutro. Este es realmente el origen del acoplamiento: si tiene una carga trifásica, digamos un motor, puede conectar cada devanado entre fases, o entre una fase y el neutro (incluso podría hacer una mezcla, pero no se recomienda en muchos casos como los voltajes de carga estarían desequilibrados). Si la carga está conectada a través de las fases Y suponiendo que los devanados sean idénticos, si realiza los cálculos notará que no hay corriente que fluya a través del neutro, lo que explica por qué a veces no está presente.

La configuración en la que la carga está conectada a través de las fases se llama Delta, desde la configuración de los devanados en un esquema (y la forma del diagrama de fasores). La configuración en la que la carga está conectada a través de la fase y el neutro se llama Y o Star, por las mismas razones. Tenga en cuenta que esta configuración se puede hacer en el lado de la oferta, ese es el par de ambas configuraciones que le da el acoplamiento, por ejemplo. DY o YY. Aquí hay ejemplos de acoplamientos comunes con su diagrama de fasores (en el que la magnitud de los vectores es el voltaje RMS y los ángulos representa la diferencia de fase. Desde allí es una geometría de vector estándar. El origen de los vectores es irrelevante.): ( fuente )

En pocas palabras, cuando el neutro no está cableado entre el equipo y el suministro, no hay forma de que las cargas se conecten entre la fase y el neutro; deben conectarse entre las fases, que es de 400V. Si el neutro está aquí, puede elegir entre 230 V a través de cargas o 400 V dependiendo del cableado. En este último caso, la eliminación del neutro tendrá efectos insignificantes en la medida en que no haya flujos de corriente en él. En el primer caso, las cargas se apagarán cuando el circuito haya estado abierto.

Porque 3 fases.

La fase uno corre desplazada a 0 grados. Fase dos carreras compensadas a 120 grados. Fase tres carreras compensadas a 240 grados.

Si traza los que ve un pico de fase a fase de 400V, porque cuando el número 3 está en el pico positivo, 1 y 2 se intersecan por debajo de 0.

Un sistema WYE trifásico conectado con 230VAC desde cualquier fase a la conexión neutral es de 400VAC fase a fase. El voltaje de fase a fase será 1.732 (raíz cuadrada de 3) veces el voltaje de fase a neutro en cualquier sistema WYE trifásico.

Si desconecta la línea neutra, solo tiene disponible la tensión de fase a fase completa de la conexión WYE, que, de nuevo, en su caso, es de 400 VCA.

Sin neutro no hay referencia de tierra. Tu única referencia son las otras fases. En una configuración delta abierta, las fases con la carga más alta tendrán un voltaje más bajo, mientras que la fase descargada será alta. He visto en un 440 deltas abiertos que parece que se ha perdido una fase, ya que las fases de alta carga muestran un voltaje muy bajo y la descarga tenía más de 440.

El diagrama de fasores lo explica bien: -

Alrededordelaperiferiahaytrespuntosa,byc.Estospuntosestánencadaunoa230Venrelacióncon"O" en el centro. "O" es el cable neutro y, sin ese cable neutro, solo puede conectarse a: -

• a y b
• b y c
• c y a

Esos voltajes están representados por líneas rojas y son sqrt3 veces más largas que las líneas azules de 230V. 230V x sqrt3 = ~ 400V.