Maquina Sincrona

UNIDAD 3 MÁQUINAS SÍNCRONAS
Objetivo:
Conocerá físicamente la construcción de las máquinas síncronas

3.1 Generalidades y construcción del motor síncrono.
La máquina sincrónica al igual que la máquina de corriente directa, se puede conectar para operar como generador y como motor. En este apartado analizaremos la máquina síncrona en su operación como motor síncrono. Estos motores sonllamados así, debido a que la velocidad del rotor y la velocidad del campo magnético del estator son iguales. Los motores síncronos son utilizados en máquinas de gran tamaño que tienen una carga variable y necesitan de una velocidad constante, también existen motores síncronos monofásicos de tamaño pequeño utilizados en control y relojes eléctricos [1]-[3]. Los motores sincrónicos son motores trifásicosde corriente alterna que funcionan a la velocidad de sincronismo, sin deslizamiento. 3.1.1 Construcción del motor síncrono. Los motores síncronos tienen las siguientes características [1]-[4]: Tienen un estator de trifásico similar al de un motor de inducción. Son usados por lo general en instalaciones de voltajes medianos (Ver fig. 3.1). Tienen un rotor bobinado (campo rotatorio) que tiene elmismo número de polos que el estator, el cual es excitado por media de una fuente externa de corriente continua (Ver fig. 3.2). El rotor puede ser de polos lisos o polos salientes1 (Ver fig. 3.3 y 3.4). Arranca como un motor de inducción. El motor síncrono tiene también un devanado tipo jaula de ardilla conocido como devanado amortiguador que sirve para producir la fuerza de torsión para el arranquedel motor. Los motores síncronos funcionan como se menciono anteriormente a la velocidad de sincronismo de acuerdo con la fórmula: RPM = (120 x frecuencia)/Número de polos En la figura 3.5 se pueden apreciar otras partes del motor como son los anillos rozantes y los rodamientos.

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El término saliente deberá entenderse como hacia afuera o prominente y un polo no saliente se construye almismonivel de la superficie del rotor.

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Figura 3.1 Estator de un motor síncrono. (Imagen tomada de: Harbin Electric Machinery Co, Ltd , www.electricmachinery.es)

Figura 3.2 Anillos colectores de excitación al rotor. (Imagen tomada de: tecowestinghouse, www.tecowestinghouse.com).

Figura 3.3Rotor de un motor síncrono. (Imagen tomada de: Harbin Electric Machinery Co, Ltd , www.electricmachinery.es)

Figura 3.4 Rotor de polos salientes de un motor síncrono. (Imagen tomada de: Redinter , www.redinter.com.ar)

Figura 3.5 Rotor de un motor síncrono en el que se aprecian los anillos rozantes, rodamiento y devanado amortiguador.(Imagen tomada de: www.kilowattclassroom.com)

Ing.Héctor García Melchor

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3.1.2 Operación del motor síncrono. El devanado amortiguador tipo jaula de ardilla produce el par de arranque y aceleración del motor, dando como resultado una alta velocidad en el motor. Cuando la velocidad del motor alcanza aproximadamente 97% de su valor nominal en RPM,la corriente del campo de corriente directa se aplica al rotor produciendo una fuerza de Torsión y el rotor disminuirá su velocidad hasta "sincronizarse" con el campo rotativo del devanado de campo en el estator. El motor correrá a la velocidad de sincronismo y producirá fuerza de torsión síncrona [1]-[3]. Después de la sincronización, la fuerza de torsión no deberá excederse o el motor quedaráfuera de sincronismo. Ocasionalmente, Si existe sobrecarga momentánea, el motor sufrirá un "deslizamiento" pero volverá a sincronizarse. Por lo anterior, debe existir una protección ya que si el motor se deja trabajando como motor de inducción, demandará una alta corriente que pudiera dañar el motor [1]-[3].

3.2 Análisis de las formas de arranque del motor trifásico.
Como se ha indicado en los...