Una característica de los motores eléctricos síncronos es que el flujo magnético y el rotor tienen la misma velocidad de rotación. Por esta razón, el rotor de un motor eléctrico no cambia su velocidad cuando aumenta la carga. Hay un devanado en el rotor que crea un campo magnético.
A veces se utilizan potentes imanes permanentes. Por lo general, en las máquinas síncronas hay tantos devanados en el rotor como en el estator. Entonces resulta igualar la velocidad de rotación del flujo magnético y el rotor. La carga que está conectada al motor no afecta en absoluto a la velocidad.
Diseño de motor eléctrico
El dispositivo de un motor síncrono consta de los siguientes elementos:
- La parte fija es el estator, en el que se encuentran los devanados.
- Rotor móvil, a veces llamado inductor o armadura.
- Cubiertas delantera y trasera.
- Cojinetes montados en rotor.
Hay espacio libre entre la armadura y el estator. Los devanados se colocan en las ranuras, se conectan enestrella. Tan pronto como se aplica voltaje al motor, la corriente comienza a fluir a través del devanado del inducido. Se forma un campo magnético alrededor del inductor. Pero el estator también está energizado. Y aquí es donde entra el flujo magnético. Estos campos están compensados entre sí.
Cómo funciona un motor síncrono
En las máquinas síncronas, los electroimanes del estator son polos, ya que funcionan con corriente continua. En total, hay dos esquemas mediante los cuales se conectan los devanados del estator:
- Salifol.
- Polo implícito.
Para reducir la resistencia magnética y optimizar las condiciones de paso del campo, se utilizan núcleos fabricados con ferromagnetos. Están disponibles tanto en el estator como en el rotor.
Están hechos de calidades especiales de acero eléctrico, que contiene una gran cantidad de un elemento como el silicio. Con esto, es posible reducir significativamente la corriente de Foucault, así como aumentar la resistencia eléctrica del metal.
El funcionamiento de los motores eléctricos síncronos se basa en la interacción de los polos del estator y el rotor. Al arrancar, acelera a la velocidad del flujo. Es en tales condiciones que el motor eléctrico funciona en modo síncrono.
Método de arranque con motor eléctrico auxiliar
Anteriormente, se utilizaban motores de arranque especiales, que se conectaban al motor mediante dispositivos mecánicos (transmisión por correa, cadena, etc.). Durante el arranque, el rotor comenzó a girar y, acelerando gradualmente,alcanzó la velocidad sincrónica. Después de eso, el motor mismo comenzó a funcionar. Este es exactamente el principio de funcionamiento de un motor síncrono, independientemente del diseño y el fabricante.
Un requisito previo es que el motor de arranque debe tener una potencia de aproximadamente el 15% de la del motor acelerado. Esta potencia es suficiente para arrancar cualquier motor síncrono, incluso si se le conecta una pequeña carga. Este método es bastante complicado y el costo de todo el equipo aumenta considerablemente.
Método de lanzamiento moderno
Los diseños modernos de motores síncronos no están equipados con tales circuitos de overclocking. Se está utilizando un sistema de activación diferente. Aproximadamente de esta manera se enciende la máquina síncrona:
- Con la ayuda de un reóstato, se cierran los devanados del rotor. Como resultado, la armadura se cortocircuita, como en los motores de inducción simples.
- El rotor también tiene un devanado de jaula de ardilla que es calmante y evita que la armadura oscile durante la sincronización.
- Tan pronto como la armadura alcanza su velocidad de rotación mínima, se conecta corriente continua a sus devanados.
- Si se utilizan imanes permanentes, se deben utilizar motores de arranque externos.
Hay motores eléctricos síncronos criogénicos que utilizan un diseño de tipo inverso. Los devanados de excitación están hechos demateriales superconductores.
Ventajas de las máquinas síncronas
Los motores asíncronos y síncronos tienen diseños muy similares, pero aún existen diferencias. En este último hay una clara ventaja en que la excitación se produce desde una fuente de corriente continua. En este caso, el motor puede funcionar con un factor de potencia muy alto. También hay otros beneficios de los motores síncronos:
- Trabajan a una tarifa inflada. Esto le permite reducir el consumo de energía y también reduce significativamente las pérdidas de corriente. La eficiencia de una máquina síncrona será mucho mayor que la de un motor asíncrono de la misma potencia.
- El par depende directamente de la tensión de red. Incluso si el voltaje en la red disminuye, la energía permanecerá.
Pero aún así, las máquinas asíncronas se usan con mucha más frecuencia que las síncronas. El hecho es que tienen una gran fiabilidad, un diseño sencillo, no requieren mantenimiento adicional.
Desventajas de los motores síncronos
Resulta que las máquinas síncronas tienen muchas más desventajas. Estos son solo los principales:
- El circuito de un motor síncrono es bastante complejo, consta de una gran cantidad de elementos. Es por esta razón que el costo del dispositivo es muy alto.
- Asegúrese de utilizar una fuente constante para alimentar el inductorActual. Esto complica mucho toda la construcción.
- El procedimiento para arrancar un motor eléctrico es bastante complicado que el de las máquinas asíncronas.
- Es posible ajustar la velocidad del rotor solo mediante convertidores de frecuencia.
En general, las ventajas superan significativamente las desventajas de los motores síncronos. Por esta razón, se utilizan muy a menudo donde es necesario realizar un proceso de producción continuo continuo, donde no es necesario parar y encender el equipo con frecuencia. Las máquinas síncronas se pueden encontrar en molinos, trituradoras, bombas, compresores. Rara vez se apagan, funcionan casi constantemente. Mediante el uso de tales motores, se pueden lograr importantes ahorros de energía.
