Abstract
Una máquina sincrónica es una máquina de corriente alterna cuya velocidad bajo condiciones de estado estable es proporcional a la frecuencia de la corriente en su armadura. El campo magnético que crean las corrientes de armadura gira a la misma velocidad que el que crea la corriente del campo en el rotor (que gira a la velocidad sincrónica), y se produce un par estacionario.
Desarrollo
Funcionamiento del motor síncrono
Una máquina sincrónica es una máquina de corriente alterna cuya velocidad bajo condiciones de estado estable es proporcional a la frecuencia de la corriente en su armadura. El campo magnético que crean las corrientes de armadura gira a la misma velocidad que el que crea la corriente del campo en el rotor (que gira a la velocidad sincrónica), y se produce un par estacionario.
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, entonces vibrará. Pero si llevamos el rotor a la velocidad de sincronismo, haciéndole girar mediante un motor auxiliar, al enfrentarse polos de signo opuestos se establece un enganche magnético que les obliga a seguir girando juntos, pudiéndose retirar el motor auxiliar.
Figura1 funcionamiento motor síncrono
Circuito magnético
Estator: Parte fija.
Rotor: Parte móvil que gira dentro del estator.
Entrehierro: Espacio de aire que separa el estator del rotor y que permite que pueda existir movimiento. Debe ser lo más reducido posible.
Dos circuitos eléctricos, uno en el rotor y otro en el estator
Arrollamiento o devanado de excitación o inductor: Uno de los devanados, al ser recorrido por una corriente eléctrica produce una fuerza magnetomotriz que crea un flujo magnético.
Inducido: El otro devanado, en el que se induce una f.e.m. que da lugar a un par motor.
En el estator se alojan tres bobinas, desfasadas entre si 120º. Cada una de las bobinas se conecta a una de las fases de un sistema trifásico y dan lugar a un campo magnético rotante
La velocidad del campo magnético rotante se denomina velocidad síncrona (*s) y depende de la frecuencia de la red eléctrica a la que esté conectado el motor.
El Rotor: Desde el punto de vista constructivo se pueden distinguir dos formas típicas de rotor:
Rotor de jaula de ardilla: Está constituido por barras de cobre o de aluminio y unidas en sus extremos a dos anillos del mismo material.
Rotor bobinado o de anillos rozantes: El rotor está constituido por tres devanados de hilo de cobre conectados en un punto común. Los extremos pueden estar conectados a tres anillos de cobre que giran solidariamente con el eje (anillos rozantes). Haciendo contacto con estos tres anillos se encuentran unas escobillas que permiten conectar a estos devanados unas resistencias que permiten regular la velocidad de giro del motor. Son más caros y necesitan un mayor mantenimiento.
Motor en vacío
Si a un alternador trifásico se le retira la máquina motriz y se alimenta su estator mediante un sistema trifásico de C. A. se genera en el estator un campo magnético giratorio, cuya velocidad sabemos que es N = 60 f/p. Si en estas circunstancias, con el rotor parado se alimenta el devanado del mismo con C. C. 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. Pero si llevamos el rotor a la velocidad de sincronismo, haciéndole girar mediante un motor auxiliar, al enfrentarse polos de signo opuestos se establece un enganche magnético que les obliga a seguir girando juntos, pudiéndose retirar el motor auxiliar.
Figura 2 motor en vacio
Motor en carga
Una vez que se produzca la conexión del motor a la red, se produce un desplazamiento (d/p) del eje de los polos del rotor respecto de los polos ficticios del estator, que aumenta con la carga del motor, y tal que si este desplazamiento supera un límite el motor se para (ver más debajo "estabilidad del motor")
Figura 3 motor en carga
Potencia y par del motor síncrono
La potencia de una maquina síncrono por fase viene dada por:
Conclusiones
Con la finalización del siguiente ensayo podemos decir que Un motor síncrono es un dispositivo electromecánico capaz de mover un alto rango de cargas a una velocidad dada, llamada velocidad de sincronismo, extrayendo la energía necesaria de una red.
El motor síncrono es utilizado en aquellos casos que se desea velocidad constante
El motor síncrono, utiliza el mismo concepto de un campo magnético giratorio producido por el de estator, pero ahora el rotor consta de electroimanes permanentes que giran sincrónicamente con el campo del estator.
En definitiva este ensayo a sido de gran ayuda ya que aumento mis conocimientos y despejo mis dudas en cuanto a un motor síncrono.
Bibliografía
1) J. Chapman. "Máquinas Eléctricas". Cuarta Edición. McGraw-Hill. México D.F.
2) http://www.monografias.com/trabajos82/operacion-paralelo-generadores-sincronos/operacion-paralelo-generadores-sincronos2
3) Máquinas Eléctrica, A. E. Fitzgerald, Quinta Edición.
4) Máquinas Eléctricas de Chapman.
Autor:
Israel Sánchez P.
MAQUINAS ELECTRICAS 2