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Práctica: Motor Síncrono Juan Matute
[email protected] [email protected] Universidad Politécnica Salesiana Máquinas Eléctricas II
I. INTRODUCC INTRODUCCIÓN IÓN el rotor está en reposo o gira a otra velocidad diferente a la Los motores síncronos son máquinas que se utilizan para de sincronismo, el par medio que desarrolla al conectarlo a la convertir potencia eléctrica en potencia mecánica de rotación. red es nulo por lo que el motor no arranca. Estos motores tienen como característica principal trabajan a velocidad constante que depende solo de la frecuencia de la II-B. METODOS DE ARRANQUE red y tambien de otros aspectos constructivos de la máquina. II-B1. Arranque por medio de la reducción de la frecuenA diferencia de los motores asincrónicos, la puesta en marcha cia eléctrica: Si los campos magnéticos del estator en un requiere de maniobras especiales a no ser que se cuente con motor síncrono giran a una velocidad lo suficientemente baja, un sistema automático de arranque. no habrá ningún problema para que el rotor se acelere y se enlace con el campo magnético del estator. Entonces, se puede II. MARCO MARCO TEÓRICO TEÓRICO incrementar la velocidad de los campos magnéticos del estator aumentando gradualmente la frecuencia hasta su valor nominal II-A. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Si a un alternador trifásico se le retira la máquina motriz de 50 Hz. Para esto pueden utilizar accionadores de estado y se alimen alimenta ta su estato estatorr median mediante te un sistem sistemaa trifás trifásico ico de sólido como ciclo convertidores. II-B2. Arranque con un motor primario externo: Para corriente alterna se genera en el estator un campo magnético giratorio, cuya velocidad sabemos que es N = 60 f/p donde llevar al motor a su velocidad síncrona se le puede adjuntar un f es la frecuencia de la red, y p es el número de pares de motor de arranque externo. Una vez alcanzada esta velocidad, polos del rotor. Si en estas circunstancias, con el rotor parado, se conecta la máquina en paralelo a la red y se desconecta se alimenta el devanado del mismo con corriente continua el motor primario del eje. El motor de arranque puede tener se produce un campo magnético rotó rico fijo, delante del valores nominales mucho más pequeños que el motor que cual pasa el campo magnético del estator. Los polos del rotor arranca ya que sólo debe superar la inercia de la máquina están sometidos ahora a atracciones y repulsiones en breves síncrona en vacío. II-B3. Arranque con devanados de amortiguamiento: Éste periodos de tiempo, por parte de los polos del estator pero el rotor no consigue girar, a lo sumo vibrará. Al llevar el es el método más popular de arranque. Recibe el nombre de devanadoo amortigu amortiguador ador porque porque reduce reduce las oscilacio oscilaciones nes que rotor a la velocidad de sincronismo, haciéndolo girar mediante devanad se produc pro ducen en en los proces pro cesos os transi tra nsitor torios ios de las máquin máq uinas: as: un mot motor or auxil auxiliar iar,, al enfren enfrentar tarse se pol polos os de signo signo opuest opuestos os se establece un enganche magnético que les obliga a seguir acoplamiento a la red, vibraciones bruscas de carga eléctrica o girando juntos, pudiendo ahora retirar el motor auxiliar. Este mecánica, etc. Los devanados de amortiguamiento son barras enganche magnético se produce ya que el campo giratorio especiales dispuestas en ranuras hechas en la cara del rotor en estatórico arrastra por atracción magnética al rotor en el mismo un motor y en cortocircuito en cada extremo con un anillo. Esto crea un rotor del tipo jaula de ardilla y el motor arranca sentido y velocidad. como si fuera un motor asincrónico trifásico. II-B4. Arranque automático: Mediante el siguiente circuito se puede arrancar al motor de forma automática. Primero se cierra el interruptor 1 que alimenta al estator del motor. En el instante de arranque el rotor tiene la frecuencia de la red (alta frecuencia). En el circuito del rotor, que alimenta la resistencia de arranque, para que ésta absorba la tensión elevada de las bobinas de los polos, aparece una diferencia de potencial a los bornes de la reactancia. Esta diferencia de pot potenc encial ial alimen alimenta ta una bobina bobina del relé relé pol polari arizad zado, o, que Figura 1. mantiene abierto los contactos del mismo. La máquina arranca como motor asíncrono debido a la jaula de ardilla que poseen En la figura 1 se muestran dos conductores del inducido los polos del rotor. A medida que aumenta la velocidad, la enfren enfrentan tando do a dos pol polos os consec consecuti utivo voss del rotor rotor para para dos frecuencia del rotor disminuye, por consiguiente disminuye instantes de tiempo consecutivos. Se puede concluir que si la diferencia de potencial a los bornes de la reactancia hasta
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que ésta no puede mantener el yugo del relé, ya cercana a la velocidad de sincronismo, y cierra los contactos de él. Al cerrarse este contacto se alimenta la bobina del contacto, quien cierra los interruptores 2 y abre el 3 quedando de esta manera alimentado el rotor por corriente continua y funcionando en sincronismo.
Figura Figura 4. Placa del del motor motor Síncro Síncrono no
III-C. MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA Y PLACA
Figura Figura 2. Arranque Arranque automátic automáticoo
III. DESARROLLO DESARROLLO DE LA PRÁCTICA PRÁCTICA III-A. PROCESOS DE PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR SÍNCRONO
Figura Figura 5. Motor Motor de Corrient Corrientee Continua Continua
Primeramente tiene que arrancar el motor de lanzamiento. Esto se hace cuando no se pueda arrancar de manera manual porque se queda pegado el rotor y el estator. Luego variamos la tensión hasta llegar a la velocidad de sincronismo del motor síncrono. Lo único que se tiene que hacer es medir la velocidad del motor hasta que llegue a 1800 r.p.m. que es la velocidad de sincronismo. La tensión no importa medir Encendemos el motor síncrono donde se siente una breve vibración que significa que se a sincronizado con el motor de lanzamiento es decir los 1800 r.p.m. Luego se le aplica una carga pero en este caso el motor de lanzamiento va a comportarse como una carga. Figura Figura 6. Placa de Motor Motor de Corrie Corriente nte Continu Continuaa
III-B. MOTOR SÍNCRONO Y PLACA
III-D. TABLA DE VALORES
Figura Figura 3. Motor Motor síncr síncrono ono
Figura Figura 7. Tabla de valor valores es
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III-E. CURVA CURVA DE V
Figura Figura 8. Curv Curvaa de V
IV. IV. CONCLUSIO CONCLUSIONES NES El motor sincrono es muy utilizado en aplicaciones donde se requieran velocidades constantes . El sentido de giro del motor no depende de la polaridad de exitación sino que depende la secuencia de la amlimentacion de la red. El factor de potencia determina que el motor síncrono que puede trabajar como inductor subexcitado o capacitor sobrexcitado y como resistencia pura. R EFERENCIAS [1] Máquinas eléctricas / Stephen Stephen J. Chapman, tercera edición edición [2] Marcelo A. Sobrevila, Sobrevila, Máquinas eléctricas eléctricas (2ª Edición) [3] Stephen Stephen J. Chapman, Chapman, Máquinas Máquinas eléctricas eléctricas (4ª Edición), Edición), Mc Graw Hill 2005