El Arte De Saber

EL MOTOR SINCRONO

Los motores síncronos, son máquinas síncronas que se utilizan para convertir potencia eléctrica en potencia mecánica de rotación. La característica principal de este tipo de motores es que trabajan a velocidad constante. A diferencia de los motores asincrónos, la puesta en marcha requiere de maniobras especiales a no ser que se cuente con un sistema automático de arranque. Otra particularidad del motor síncrono es que al operar de forma sobreexcitado consume potencia reactiva y mejora el factor de potencia.

La máquina síncrona es una máquina reversible ya que se puede utilizar como generador de corriente alterna o como motor síncrono. Constituido por dos devanados independientes:

a) Un devanado inductor, construido en forma de arrollamiento concentrado o distribuido en ranuras, alimentado por una corriente continua, que da lugar a los polos de la máquina y que se coloca en el rotor.

b) Un devanado inducido distribuido formando un arrollamiento trifásico recorrido por corriente alterna ubicado en el estator construido de un material ferromagnético, generalmente chapas de acero al silicio.

La estructura del rotor es en forma de polos salientes o polos lisos como se ve en la figura si el motor tuviese solo un par de polos.

Al llevar el rotor a la velocidad de sincronismo, haciéndolo girar mediante un motor auxiliar, al enfrentarse los polos de signo opuestos se establece un enganche magnético que les obliga a seguir girando juntos, produciendo el poder retirar el motor auxiliar. Este enganche magnético se produce ya que el campo giratorio estatórico arrastra por atracción magnética al rotor en el mismo sentido y velocidad.

Motor en vacío

Si a un alternador trifásico se le retira la máquina motriz y se alimenta su estator mediante un sistema trifásico de ca se genera en el estator un campo magnético giratorio, cuya velocidad sabemos que es N = 60 f/p. Si, con el rotor parado se alimenta el devanado del mismo con cc se produce un campo magnético rotórico fijo, delante del cual pasa el campo magnético del estator.

Los polos del rotor están sometidos a atracciones y repulsiones, en breves periodos de tiempo, por parte de los polos del estator, pero el rotor no consigue girar. Pero si llevamos el rotor a la velocidad de sincronismo, haciéndolo girar mediante un motor auxiliar, al enfrentarse los polos de signo opuestos se establece un enganche magnético que les obliga a seguir girando juntos, pudiéndose retirar el motor auxiliar.

Motor en carga

Una vez que se produzca la conexión del motor a la red, se produce un desplazamiento (/p) del eje de los polos del rotor respecto de los polos ficticios del estator, que aumenta con la carga del motor, y tal que si este desplazamiento supera un límite el motor se para.

1. OPERACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO DE LOS MOTORES SINCRONOS

Operación del motor síncrono en estado estacionario Cuando se tiene un circuito eléctrico lineal operando en estado permanente donde sus fuentes de voltaje o corriente son de una frecuencia única, toda corriente o voltaje en el circuito se puede determinar completamente por su amplitud máxima y su ángulo de fase [Fitzgerald, 1996]. El concepto de fasor nos ayuda a representar una función senoidal por medio

...