maquinas sincronas

Unidad 3
Maquinas 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 son llamados así, debido a que la velocidad del rotor y la velocidad del campomagnético 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 trifásicos de corriente alterna que funcionan a la velocidad de sincronismo,sin deslizamiento.

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 el mismo número de polos que el estator, el cual es excitado por media de una fuenteexterna de corriente continua (Ver fig.3.2). El rotor puede ser de polos lisos o polos salientes
(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 detorsión para el arranque del motor. Los motores síncronos funcionan como se mencionó anteriormente a lavelocidad 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 rotantes y los rodamientos.

3.2 Análisis de las formas de arranque del motor trifásico



















3.3 Estudio del efecto de carga en condiciones de:
3.3.1 Excitación normal







3.3.2Subexitacion










3.3.3 Sobreexcitación







3.4 Operación de las curvas V en el motor sicronó






3.5 Corrección y ajuste del factor de potencia con carga constante mediante un motor sicronó
A menudo es posible ajustar el factor de potencia de un sistema a un valor muy próximo a la unidad.1
Esta práctica es conocida como mejora o corrección del factor de potenciay se realiza mediante la conexión a través de conmutadores, en general automáticos, de bancos de condensadores o de inductancias, según sea el caso el tipo de cargas que tenga la instalación. Por ejemplo, el efecto inductivo de las cargas de motores puede ser corregido localmente mediante la conexión de condensadores. En determinadas ocasiones pueden instalarse motores síncronos con los que sepuede inyectar potencia capacitiva o reactiva con tan solo variar la corriente de excitación del motor.
Las pérdidas de energía en las líneas de transporte de energía eléctrica aumentan con el incremento de la intensidad. Como se ha comprobado, cuanto más bajo sea el f.d.p. de una carga, se requiere más corriente para conseguir la misma cantidad de energía útil. Por tanto, como ya se ha comentado,las compañías suministradoras de electricidad, para conseguir una mayor eficiencia de su red, requieren que los usuarios, especialmente aquellos que utilizan grandes potencias, mantengan los factores de potencia de sus respectivas cargas dentro de límites especificados, estando sujetos, de lo contrario, a pagos adicionales por energía reactiva.
La mejora del factor de potencia debe ser realizadade una forma cuidadosa con objeto de mantenerlo lo más alto posible. Es por ello que en los casos de grandes variaciones en la composición de la carga es preferible que la corrección se realice por medios automáticos.
Supongamos una instalación de tipo inductivo cuyas potencias P, Q y S forma el triángulo de la figura 1. Si se desea mejora el cosφ a otro mejor cosφ', sin variar la potencia...