Motores síncronos

5/18/2018 Motores s ncronos

1/13

i

INSTALACIONES

ELECTRICASMotores sncronos y asncronos

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE LOS RIOSBalancn, Taasco


2/13

Instituto Tecnolgico Superior de los

Ros

Materia:

Instalaciones elctricas

Unidad 3

Trabajo:

Investigacin documental

Tema:

Motores sncronos y asncronos

Catedrtico:

Ing. Carlos Enrique Ehuan de la Cruz

Nombre del alumno:

Martin Fredy Lpez Mayo

Carrera:

Ing. Electromecnica

Semestre: seto

Control:

!!"E"#$%&

Mar!o "#$ %&"'

!


3/13

Introduccin:""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#

(bjeti)o:"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" #

Motores sncronos""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$

*rincipios de +uncionamiento""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$

Circuito e,ui)alente""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%

M-todos de arran,ue""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%

Ma,uinas asncronas""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""&

*rincipio de .uncionamiento""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""&

Constitucin de la M,uina /sncrona Tri+sica 0Tipos de Motores12"""""""""""""""""""""""'

Motor con Rotor obinado""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!(

Motor con Rotor en 4aula de /rdilla"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!!

Conclusin:""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" !)

ibliogra+a:""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" !)

)


4/13

Introduccin:

Los *otores sncronos y asncronas son la +arte +rinci+al en na

in-stria +or la cal c*+len con .nciones -i.erentes, co*o +or la

*a/ina sncrona se +e-e tili0ar co*o 1enera-or -e corriente alterna,

y otras -e las +artes *s i*+ortantes -e esta */ina es s .or*a -e

arrancar co*o la re-cci2n -e la .recencia, arran/e con *otor

+ri*ario e3terno, con -e4ana-o -e a*orti1a*iento y el arran/e

ato*tico, en las cales estos *otores se conectan a n siste*a

tri.sico"

Otras -e las cales es *s tili0a-o es el *otor asncrono +or ss

+rinci+ios -e .nciona*iento co*o la 5ala -e ar-illa *otor no centacon escoillas en la si1iente in4esti1aci2n se -ar a conocer estos ti+os

-e *otores"

(bjeti)o:

Reconocer las -i.erencias entre estos -os ti+os -e *otores"

Conocer ss +artes +rinci+ales y ss caractersticas

A+ren-er a re1lar las 4eloci-a-es y las cone3iones -e

ali*entaci2n

#


5/13

Motores sncronos

La mquina sncrona es una maquina reversi'le ya que se puede utilizar comogenerador de corriente alterna o como motor sncrono. Est constituido por dos

devanados independientes.

a( )n devanado inductor* construido en +orma de arrollamiento concentrado o

distri'uido en ranuras alimentado por corriente continua* que da lugar a los

polos de la mquina y que se coloca en el rotor.'( )n devanado inducido distri'uido +ormando un arrollamiento tri+sico

recorrido por corriente alterna u'icado en el estator que est constituido de

un material +erromagntico* generalmente de chapas de acero al silicio.

La estructura del rotor puede ser en +orma de polos salientes o de polos lisos

como se ve en la +igura !. ,i el motor tuviese solo un par de polos.

*rincipios de +uncionamiento

,i un alternador tri+sico se le retira la maquina motriz y se alimenta su estator

mediante un sistema tri+sico de corriente alterna se genera en el estator un

campo magntico giratorio* cuya velocidad sa'emos que es de -/#+0p donde + es

la +recuencia de la red* y es el n1mero de pares de polos del rotor. ,i en estas

circunstancias* con el rotor parado* se alimenta el devanado del mismo con

$


6/13

corriente continua se produce un campo magntico del estator. Los polos del rotor

estn sometidos ahora a tracciones y repulsiones en 'reves periodos de tiempo*

por parte de los polos del estator pero el rotor no consigue girar* a lo sumo vi'rara.

2l llevar el rotor a la velocidad de sincronismo* hacindolo girar por medio de unmotor au3iliar al +renarse polos de signo opuesto se esta'lece un enganche

magntico que les o'liga a seguir girando 4untos* pudiendo retirar el motor au3iliar

este enganche magntico se produce ya que el campo giratorio arrastra por

atraccin magntica al rotor en el mismo sentido y velocidad.

En la +igura " se muestran dos conductores del inducido en+rentando a dos polos

consecutivos del rotor por dos instantes de tiempo consecutivo. ,e puede concluir

que si el rotor est en reposo o gira a otra velocidad di+erente a la del sincronismo*

el par medio que desarrolla al conectarlo a la red es nulo por lo que el mor no

arranca.

6


7/13

Circuito e,ui)alente

5a que el motor sncrono es igual +sicamente al generador* las ecuaciones

'sicas de velocidad* potencia y par son las mismas. La 1nica di+erencia es que el

sentido de +lu4o de potencia 6y por lo tanto el sentido de la corriente de carga( es

opuesto para el motor.

Consideremos un motor sncrono +uncionando en rgimen estacionario con una

tensin de +ase ). suponemos que la reactancia de dispersin es constante* que

se pueden despreciar las perdidas en el hierro y que el entrehierro es uni+orme en

la +igura 7 se puede ver el circuito elctrico equivalente 6diagrama de 8londel( que

representa al motor sncrono conectado a la red en la cual es estator se comporta

como el primario de un trans+ormador.

M-todos de arran,ueComo se mencion antes* cuando el motor est detenido y se lo conecta a la red*

ste vi'rar +uertemente y se so'recalentar. E3isten varios mtodos para

arrancarlo de +orma segura. 2 continuacin se descri'irn los tres mtodos ms

utilizados y +inalmente se mostrar un circuito para el arranque automtico.

!. 2rranque por medio de la reduccin de la +recuencia elctrica ,i los campos

magnticos del estator en un motor sncrono giran a una velocidad lo

su+icientemente 'a4a* no ha'r ning1n pro'lema para que el rotor se acelere y seenlace con el campo magntico del estator. Entonces* se puede incrementar la

velocidad de los campos magnticos del estator aumentando gradualmente la

+recuencia hasta su valor nominal de %# 9z. :ara esto pueden utilizar

accionadores de estado slido como ciclo convertidores.

%


8/13

". 2rranque con un motor primario e3terno.

:ara llevar al motor a su velocidad sncrona se le puede ad4untar un motor de

arranque e3terno. )na vez alcanzada esta velocidad* se conecta la mquina en

paralelo a la red y se desconecta el motor primario del e4e. El motor de arranque

puede tener valores nominales mucho ms peque;os que el motor que arranca ya

que slo de'e superar la inercia de la mquina sncrona en vaco "

7. 2rranque con devanados de amortiguamiento.

acoplamiento a la red* vi'raciones 'ruscas de carga

elctrica o mecnica* etc. Los devanados de amortiguamiento son 'arrasespeciales dispuestas en ranuras hechas en la cara del rotor en un motor y en

cortocircuito en cada e3tremo con un anillo 6+igura !#(. Esto crea un rotor del tipo

4aula de ardilla y el motor arranca como si +uera un motor asincrnico tri+sico.

$. 2rranque automtico.

Mediante el siguiente circuito se puede arrancar al motor de +orma automtica.

:rimero se cierra el interruptor ! que alimenta al estator del motor. En el instante

de arranque el rotor tiene la +recuencia de la red 6alta +recuencia(. En el circuito del

rotor* que alimenta la resistencia de arranque* para que sta a'sor'a la tensin

7


9/13

elevada de las 'o'inas de los polos* aparece una di+erencia de potencial a los

'ornes de la reactancia. Esta di+erencia de potencial alimenta una 'o'ina del rel

polarizado* que mantiene a'ierto los contactos del mismo. La mquina arranca

como motor asncrono de'ido a la 4aula de ardilla que poseen los polos del rotor. 2

medida que aumenta la velocidad* la +recuencia del rotor disminuye* por

consiguiente disminuye la di+erencia de potencial a los 'ornes de la reactancia

hasta que sta no puede mantener el yugo del rel* ya cercana a la velocidad de

sincronismo* y cierra los contactos de l. 2l cerrarse este contacto se alimenta la

'o'ina del contacto* quien cierra los interruptores " y a're el 7 quedando de esta

manera alimentado el rotor por corriente continua y +uncionando en sincronismo.

Maquinas asncronas

Principio de Funcionamiento

:ara e3plicar el +uncionamiento de un motor asncrono tri+sico* nos vamos a

servir del siguiente smil. ,upongamos que tenemos un imn movindose a lo

largo de una escalerilla conductora tal y como se indica en la +igura ad4unta. Este

imn en su desplazamiento a velocidad v provoca una variacin de +lu4o so're los

recintos cerrados que +orman los pelda;os de la escalera. Esta variacin de +lu4o

genera una +.e.m.* de+inida por la Ley de Faraday>

?ue a su vez hace que por dichos recintos circule una corriente. Esta corriente

elctrica provoca la aparicin de una +uerza so're la escalera de+inida por F I L 8

que hace que la escalera se desplace en el mismo sentido que lo hace el imn.

&


10/13

La escalera nunca podr desplazarse a la velocidad del imn* pues en el supuesto

caso de que se desplazase a la misma velocidad que el imn* la variacin de +lu4o

so're los recintos cerrados sera nula* y por tanto la +.e.m. inducida tam'in y por

tanto la +uerza resultante tam'in sera nula.

En un motor asncrono la

escalera es el desarrollo lineal

del rotor y el campo magntico

que se desplaza es originado

por un sistema tri+sico de

corrientes que circulan por el

estator 6@eorema de Ferraris(.

Constitucin de la M,uina /sncrona Tri+sica 0Tipos de Motores12

'


11/13

Motor con Rotor Bobinado

!(


12/13

Motor con Rotor en 4aula de /rdilla

El rotor en estos motores est constituido por dos 4aulas* una e3terna* de menor

seccin y material de alta resistividad* y otra interna de seccin mayor y material

de 'a4a resistividad. 2m'as 4aulas estn separadas entre s en cada ranura por

medio de una delgada rendi4a que aumenta el +lu4o de dispersin en la 4aula

in+erior. Ae este modo se consigue una 4aula e3terior de alta resistencia y 'a4a

reactancia y una 4aula interior de 'a4a resistencia y 'a4a reactancia.

En el arranque 6la reactancia predomina so're la resistencia* pues + es grande( la

corriente +luye en su mayor parte por la 4aula e3terior 6menor reactancia(.

2 la velocidad nominal 6las resistencia predomina so're la reactancia* + es muy

peque;a( la corriente +luye en su mayor parte por la 4aula interior 6menor

resistencia(.

Con todo esto se consigue que en el arranque la resistencia se alta* lo que implica

alto par de arranque y 'a4a intensidad* y a la velocidad nominal* como la

resistencia es 'a4a* se tiene 'uen rendimiento.

!!


13/13

Conclusin:

El principio de +uncionamiento de estos motores se 'asan en los motores de

corriente directa en las cuales estas +uncionan con imanes permanentes* en este

caso en los motores sncronos utilizan 'o'inados en el rotor que soporten

tensiones muy elevadas y consumen mucha corriente por lo general esta

+uncionan con sistemas tri+sicos* y los motores asncronos utiliza el cmo rotor la

4aula de ardilla por lo tanto no cuanta con esco'illas dicho de otra +orma no

cuenta con em'o'inado en la parte del rotor.

ibliogra+a:

http>00BBB!.+rm.utn.edu.ar0mielectricas0docs02:)-@E,M2?)I-2,ELEC@=IC2,D)7v!.!.pd+

BBB!.+rm.utn.edu.ar0...02:)-@E,M2?)I-2,ELEC@=IC2,D)7.pd+

BBBDapp.etsit.upm.es0...0teat0...0motor"#asincrono"#tri+asico.pd+

!)
http://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdfhttp://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdfhttp://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdfhttp://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdf

Documents

Motores síncronos