maquinas termicas
Páginas: 28 (6752 palabras)
Publicado: 18 de julio de 2013
MOTORES SINCRÓNICOS
Los motores sincrónicos son máquinas sincrónicas utilizadas para convertir la potencia eléctrica en potencia mecánica. Se explorará la operación básica de los motores sincrónicos y relaciona su comportamiento con el de los generadores sincrónicos.
6-1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE OPERACIÓN DE MOTORES
Para entender el concepto básico de un motor síncrono, véase la fig. 6-1que muestra un motor sincrónico de dos polos. La corriente de campo If del motor produce un campo magnético de estado estacionario BR. Un conjunto trifásico de voltajes se aplica al estator de la máquina, que produce un flujo de corriente trifásica en los devanados.
Fig. 6-1
Motor sincrónico de dos polos.
Un conjunto trifásico de corrientes en eldevanado del inducido produce un campo magnético uniforme rotacional Bs. Entonces, hay dos campos magnéticos presentes en la máquina y el campo rotórico tenderá a alinearse con el campo estatórico asi como dos barras magnéticas tenderán a alinearse si se colocan una cerca de la otra. Puesto que el campo magnético del estator es rotante, el campo magnético del rotor tratará constantemente deemparejarse con él. Cuando mayor sea el ángulo entre los dos campos magnéticos, mayor es el par sobre el rotor de la máquina. El principio básico de operación del motor sincrónico es que el rotor “persigue” el campo magnético rotante del estator alrededor de un círculo sin emparejarse del todo con el.
Puesto que un motor sincrónico es físicamente igual a un generador sincrónico todas las ecuacionesbásicas de velocidad, potencia y par se aplican también en los motores sincrónicos.
Circuito equivalente de un motor sincrónico
Un motor sincrónico es igual en todos los aspectos a un generador sincrónico excepto en que la dirección del flujo de potencia de la máquina es invertida. Puesto que la dirección del flujo de potencia en la máquina está invertida, cabe esperar que también se invierta ladirección del flujo de corriente en el estator del motor. El circuito equivalente de un motor sincrónico es exactamente igual al del generador sincrónico excepto que la dirección de referencia de IA está invertida. El circuito equivalente completo resultante se muestra en la fig 6-2ª; el circuito equivalente por fase. Las tres fases del circuito equivalente pueden estar conectadas en estrella o endelta.
Debido al cambio de dirección de IA, cambia también la ecuación correspondiente a la ley de voltajes de Kirchhoff para el circuito equivalente. Según esta ley para el nuevo circuito equivalente se obtiene
Vø = EA + jXSIA + RAIA
EA = V& - jXSIA - RAIA
Esta ecuación es exactamente igual a la del generador, excepto que se ha cambiado el signo del término de corriente.
El motorsincrónico desde la perspectiva de campo magnético
Para comenzar a entender la operación de un motor sincrónico, es preciso dar otra mirada al generador sincrónico conectado a un barraje infinito. El generador tiene un motor primario que gira su eje, causando su rotación. El par aplicado Ƭapp. Desde el motor primario tiene una misma dirección del movimiento debido a que le motor primario hace queel generador rote, en primera instancia.
Figura 6-2
a) Circuito equivalente completo de un motor sincrónico trifásico. b) Circuito equivalente por fase.
Figura 6-3
a) Diagrama fasorial de un generador sincrónico que opera a factor de potencia en atraso. b) Diagrama de campo magnético.
El diagrama fasorial del generador operando con una grancorriente de campo muestra en la fig 6-3a; el diagrama del campo magnético correspondiente se muestra en la fig 6-3b. Como se descubrió anteriormente BR corresponde a EA, Bnet correponde a Vø y Bs corresponde a Estat (= -jXsIA).
En el figura, la rotación del diagrama fasorial y del diagrama del campo magnético se produce en sentido contrario a las manecillas del reloj, siguiendo la convención...
Los motores sincrónicos son máquinas sincrónicas utilizadas para convertir la potencia eléctrica en potencia mecánica. Se explorará la operación básica de los motores sincrónicos y relaciona su comportamiento con el de los generadores sincrónicos.
6-1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE OPERACIÓN DE MOTORES
Para entender el concepto básico de un motor síncrono, véase la fig. 6-1que muestra un motor sincrónico de dos polos. La corriente de campo If del motor produce un campo magnético de estado estacionario BR. Un conjunto trifásico de voltajes se aplica al estator de la máquina, que produce un flujo de corriente trifásica en los devanados.
Fig. 6-1
Motor sincrónico de dos polos.
Un conjunto trifásico de corrientes en eldevanado del inducido produce un campo magnético uniforme rotacional Bs. Entonces, hay dos campos magnéticos presentes en la máquina y el campo rotórico tenderá a alinearse con el campo estatórico asi como dos barras magnéticas tenderán a alinearse si se colocan una cerca de la otra. Puesto que el campo magnético del estator es rotante, el campo magnético del rotor tratará constantemente deemparejarse con él. Cuando mayor sea el ángulo entre los dos campos magnéticos, mayor es el par sobre el rotor de la máquina. El principio básico de operación del motor sincrónico es que el rotor “persigue” el campo magnético rotante del estator alrededor de un círculo sin emparejarse del todo con el.
Puesto que un motor sincrónico es físicamente igual a un generador sincrónico todas las ecuacionesbásicas de velocidad, potencia y par se aplican también en los motores sincrónicos.
Circuito equivalente de un motor sincrónico
Un motor sincrónico es igual en todos los aspectos a un generador sincrónico excepto en que la dirección del flujo de potencia de la máquina es invertida. Puesto que la dirección del flujo de potencia en la máquina está invertida, cabe esperar que también se invierta ladirección del flujo de corriente en el estator del motor. El circuito equivalente de un motor sincrónico es exactamente igual al del generador sincrónico excepto que la dirección de referencia de IA está invertida. El circuito equivalente completo resultante se muestra en la fig 6-2ª; el circuito equivalente por fase. Las tres fases del circuito equivalente pueden estar conectadas en estrella o endelta.
Debido al cambio de dirección de IA, cambia también la ecuación correspondiente a la ley de voltajes de Kirchhoff para el circuito equivalente. Según esta ley para el nuevo circuito equivalente se obtiene
Vø = EA + jXSIA + RAIA
EA = V& - jXSIA - RAIA
Esta ecuación es exactamente igual a la del generador, excepto que se ha cambiado el signo del término de corriente.
El motorsincrónico desde la perspectiva de campo magnético
Para comenzar a entender la operación de un motor sincrónico, es preciso dar otra mirada al generador sincrónico conectado a un barraje infinito. El generador tiene un motor primario que gira su eje, causando su rotación. El par aplicado Ƭapp. Desde el motor primario tiene una misma dirección del movimiento debido a que le motor primario hace queel generador rote, en primera instancia.
Figura 6-2
a) Circuito equivalente completo de un motor sincrónico trifásico. b) Circuito equivalente por fase.
Figura 6-3
a) Diagrama fasorial de un generador sincrónico que opera a factor de potencia en atraso. b) Diagrama de campo magnético.
El diagrama fasorial del generador operando con una grancorriente de campo muestra en la fig 6-3a; el diagrama del campo magnético correspondiente se muestra en la fig 6-3b. Como se descubrió anteriormente BR corresponde a EA, Bnet correponde a Vø y Bs corresponde a Estat (= -jXsIA).
En el figura, la rotación del diagrama fasorial y del diagrama del campo magnético se produce en sentido contrario a las manecillas del reloj, siguiendo la convención...
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