Motores AC síncronos. Esquema, descripción

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Motor electrico. Motores AC síncronos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Los motores eléctricos

Motor sincrónico es un diseño en el que (a diferencia de un motor asíncrono) la velocidad de rotación es constante bajo varias cargas.

Composición del motor

Los motores síncronos se utilizan para accionar máquinas de velocidad constante (bombas, compresores, ventiladores). El estator de un motor eléctrico síncrono contiene un devanado conectado a una red de corriente trifásica y que forma un campo magnético giratorio. El rotor del motor consta de un núcleo con un devanado de excitación.

El devanado de excitación está conectado a una fuente de corriente continua a través de anillos colectores. La corriente del devanado de excitación crea un campo magnético que magnetiza el rotor. Los rotores de las máquinas síncronas pueden ser de polo saliente (con polos pronunciados) y de polo implícito (con polos implícitos).

En la fig. 16.13, pero se muestra el núcleo 1 de un rotor de polos salientes con polos salientes. En los polos se colocan bobinas de excitación 2. En la fig. 16.13, b muestra un rotor de polo implícito, que es un cilindro ferromagnético 1. En la superficie del rotor en las direcciones axiales, se fresan ranuras en las que se coloca el devanado de excitación 2.

Motores síncronos de CA
Arroz. 16.13. Tipos de núcleos de motores eléctricos síncronos: a - el núcleo de un rotor de polos salientes; b - rotor de polo implícito

¿Cómo funciona?

Considere el principio de funcionamiento de un motor síncrono según la fig. 16.14.

Motores síncronos de CA
Arroz. 16.14. Modelo de operación de motor síncrono

Representamos el campo magnético giratorio del estator como el imán 1. Representamos el rotor magnetizado como el imán 2. Giremos el imán 1 en un ángulo a. El polo norte magnético del imán 1 atraerá el polo sur del imán 2, y el polo sur del imán 1 atraerá el polo norte del imán 2. El imán 2 girará en el mismo ángulo α. Giraremos el imán 1. El imán 2 girará junto con el imán 1, y las frecuencias de rotación de ambos imanes serán las mismas, sincrónicas: n₂ = norte₁.

Un motor síncrono sin devanado de excitación en su rotor se llama motor síncrono de reluctancia.

El rotor de un motor síncrono de reluctancia está hecho de material ferromagnético y debe tener polos pronunciados. El campo magnético giratorio del estator magnetiza el rotor. El rotor de polo saliente tiene resistencias magnéticas desiguales a lo largo de los ejes longitudinal y transversal del polo. Las líneas de fuerza del campo magnético del estator se doblan, tratando de seguir un camino con menor resistencia magnética.

La deformación del campo magnético provocará, debido a las propiedades elásticas de las líneas de fuerza, un momento reactivo que hace girar el rotor sincrónicamente con el campo del estator. Si se aplica un momento de frenado al rotor giratorio, el eje del campo magnético del rotor girará en un ángulo relativo al eje del campo magnético del estator.

Con el aumento de la carga, este ángulo aumenta. Si la carga excede un cierto valor permitido, el motor se detendrá, perderá el sincronismo. Los motores síncronos no tienen par de arranque. Esto se debe a que el par electromagnético que actúa sobre el rotor estacionario cambia su dirección dos veces en el período T de la corriente alterna. Debido a su inercia, el rotor no tiene tiempo para moverse y desarrollar el número requerido de revoluciones. Actualmente se utiliza el arranque asíncrono de un motor síncrono. Se coloca un devanado cortocircuitado adicional en las ranuras de los polos del rotor.

El campo magnético giratorio del estator induce corrientes de Foucault en el devanado de arranque cortocircuitado. Cuando estas corrientes interactúan con el campo magnético del estator, se forma un par electromagnético asíncrono que hace que el rotor gire. Cuando la velocidad del rotor se acerca a la velocidad del campo del estator, el motor entra en sincronismo y gira a velocidad sincrónica. El devanado en cortocircuito no se mueve en relación con el campo, no se inducen corrientes de Foucault en él y el par de arranque asíncrono se vuelve cero.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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