Motor sincrono

Introducción.

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 que depende solo de la frecuencia de la red y de otros aspectos constructivos de la máquina. A diferencia de los motores asincrónicos, la puesta en marcharequiere 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.
En el presente informe se detallara la experiencia realizada en el laboratorio de conversión electromecánico, que tiene que ver con la maquina sincrónica en régimenmotor. Para el cual se estudio su comportamiento en el arranque como motor asíncrono, efectos de la corriente de excitación sobre el factor de potencia. Se analiza también el significado del ángulo de carga y sus limitaciones.

Objetivos

✓ Estudiar el comportamiento de la máquina sincrónica funcionando como motor.

✓ Estudiar el arranque del motor sincrónico como motor de inducción.Materiales

• 2 Wattmetros.
• 1 Cosenofímetro.
• 1 Tacómetro (rpm).
• 1 Reóstato de 990[[pic]].
• 1 Reóstato de 22[[pic]].
• 1 Puente 9 (plug 9).
• Máquina Hampden Universal.
• 1 Voltímetro de CC.
• Carga: Resistiva.
• 1 Amperímetro de CC.
• 1 Amperímetro de CA.
• 4 Protecciones (tres de CA y una de CC).
• Cables.
• 1 Fuentede CC de 24[V].
• 1 Fuente de CA variable entre 0-260[V].

Marco Teórico

Las Máquinas Síncronas están entre los tres tipos más comunes de máquinas eléctricas; se llaman así porque trabajan a velocidad constante y frecuencia constante en condiciones de operación estacionarias. Como la mayoría de las máquinas giratorias, una máquina síncrona es capaz de trabajar como motor ogenerador.

El motor sincrónico presenta como inconveniente que el par conserva un sentido único solamente cuando la máquina se halla ya sincronizada, es decir, cuando el rotor gira a la misma velocidad que el inducido. Si el rotor gira a una velocidad diferente a la sincrónica, el par medio que desarrolla al conectarlo a la red es nulo.

Debido a la inercia del rotor no es posiblepartiendo del reposo arrancar el motor, por lo que se utilizan dispositivos auxiliares. En los motores sincrónicos, la puesta en marcha se realiza por medio de un motor auxiliar (motor pony) generalmente asincrónico con igual número de polos que el motor principal, de forma que se consigue una velocidad de rotación casi sincrónica y la conexión a la red se realiza empleando equipos de sincronizaciónal igual que lo que se hacía en el acoplamiento de un alternador a la red. Si a un alternador trifásico se le retira la máquina motriz y se alimenta su estator mediante un sistema trifásico de corriente alterna se genera en el estator un campo magnético giratorio, cuya velocidad sabemos que es N = 60 f/p donde f es la frecuencia de
la red, y p es el número de pares de polos del rotor. Si enestas circunstancias, con el rotor parado, se alimenta el devanado del mismo con corriente continua se produce un campo magnético rotórico fijo, delante del cual pasa el campo magnético del estator. Los polos del rotor están sometidos ahora a atracciones y repulsiones en breves periodos de tiempo, por parte de los polos del estator pero el rotor no consigue girar, a lo sumo vibrará.
Al llevar elrotor a la velocidad de sincronismo, haciéndolo girar mediante un motor auxiliar, al enfrentarse polos de signo opuestos se establece un enganche magnético que les obliga a seguir girando juntos, pudiendo ahora 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.
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