maquinas

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 motorestrifásicos de 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 el mismo 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 detorsión para el arranque del 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.

1

El término saliente deberá entenderse como hacia afuera o prominente y un polo nosaliente se construye almismo
nivel de la superficie del rotor.

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Instituto Tecnológico de la Costa Grande
Departamento de Metal-Mecánica
Academia de Metal-Mecánica

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

Figura 3.3 Rotor 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 3.4 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 alcanzaaproximadamente 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 detorsión no deberá excederse o el motor quedará
fuera 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...