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Siemens Energy& Automation

s

Integrantes: Méndez Mesa,

Rodolfo Rafael Montañez Asis, Angel

Christian


Introducción

a Supongamos que tenemos un motor de inducción convencional (un motor asincrónico), con un estator y un rotor de jaula de ardilla (pudiera ser también un rotor embobinado). Alimentamos las tres bobinas del estator, dispuestas a 120 grados entre sí, con un sistema de corrientes trifásicas y balanceadas. Lo que ocurre a continuación es que se produce un campo rotatorio equivalente en el entrehierro que induce corrientes en el rotor y estas, a su vez, interactúan con el mismo campo que las produce, obteniéndose como resultado la aceleración del rotor y aumento de su velocidad hasta que se estabiliza en una velocidad cercana a la sincrónica. Este fenómeno se reproduce a diario en millones y millones de motores de inducción del mundo actual.


Comparando

El campo magnético en el rotor no depende del efecto inductivo ni de la influencia del campo existente en el estator.

Si el imán es también un campo magnético, las leyes de la física nos explican que se produce un torque entre los dos vectores de campo que hace que estos tiendan a alinearse.


Tipos de rotores:

a Rotor de polos salientes: Se usa en máquinas de baja velocidad

(gran número de polos). Se usa con turbinas hidráulicas (centrales

hidroeléctricas)a Rotor cilíndrico: Se usa en máquinas de alta velocidad (2 a

4 polos). Se usa con turbinas de gas o vapor.

(Centrales térmicas). Devanado de campo

Polo magnético

Polo magnético

Terminales devanado de

campo

Devanado de campo

Polo magnético

Polo magnético

Terminales devanado de

campo


Controlando el módulo del voltaje generado en una

Máquina Síncronaa El rotor gira y la bobina recibe un efecto que

varía en función de la posición relativa entre la bobina y el rotor (ángulo). La figura muestra lo que “percibiría” la bobina, en el punto fijo (ojo amarillo):

a Es así como variando la corriente hacia el rotor (excitatriz), se puede variar el módulo del voltaje inducido. Este es el principio de funcionamiento del regulador automático de voltaje (AVR por sus siglas en inglés), que adecúa la corriente de la excitatriz para controlar el voltaje en los bornes del generador.


Controlando la frecuencia del voltaje generado en una

Máquina Síncrona

a Cuando se habla de sincronismo se refiere a que la velocidad de giro del rotor depende exclusivamente de la frecuencia de las corrientes en el estator, así como la frecuencia de los voltajes inducidos en el estator dependerán exclusivamente de la velocidad de giro del rotor.


GENERADOR SÍNCRONO

a Un generador convierte potencia mecánica en potencia eléctrica trifásica. La fuente de potencia mecánica, el motor primario, puede ser un motor diesel, una turbina de vapor, una turbina hidráulica u otro equipo similar.


Principio de Funcionamiento


MOTOR SÍNCRONO

a El motor síncrono, utiliza el mismo concepto de un campo magnético giratorio producido por el estator, pero ahora el rotor consta de electroimanes o de imanes permanentes (PM) que giran sincrónicamente con el campo del estator.


Principio de funcionamiento


Arranque de los motores síncronosa Los motores síncronos no tienen par de

arranque propio, por lo que cada motor se debe llevar primero a la velocidad de sincronismo por algún medio externo antes de ser cargado. De hecho existen dos métodos básicos para el arranque seguro de un motor síncrono:

a Arranque del motor reduciendo la frecuencia eléctrica.

a Arranque del motor mediante un motor primario externo.


Condensadores Síncronos

a Una de las ventajas adicionales del uso de los motores síncronos en instalaciones eléctricas de potencia, es el hecho de que pueden operar con factor de potencia en atraso, unitario o en adelanto; siendo de especial interés el último caso.


Ventajas/desventajas de los Motores Síncronos

a Ventajas:a Corrección del factor de potenciaa Velocidad constante a Alto rendimientoa Alta capacidad de torquea Mayor estabilidad en la utilización con

convertidores de frecuenciaa Desventajas:a No puede ser usado para aplicaciones en

donde se requiere velocidad variablea Requiere de una excitación cd que se

debe proveer en algunos casos de una fuente externa.

a No puede arrancar bajo carga ya que su par de arranque es cero.

a Puede salir de sincronismo y parar cuando se sobrecarga.


gracias

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