Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

CAPÍTULO
5
Motores síncronos
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
• Entender el circuito equivalente de un motor síncrono.
• Poder trazar diagramas fasoriales de un motor síncrono.
• Saber las ecuaciones de potencia y par en un motor síncrono.
• Entender cómo y por qué el factor de potencia varía al
aumentar la carga de un motor síncrono.
• Comprender cómo y por qué el factor de potencia varía a
medida que lo hace la corriente de campo del motor
(la curva “V”).
• Comprender cómo se pueden poner en marcha los motores
síncronos.
• Poder decir si una máquina síncrona actúa como motor o como
generador, y si suministra o consume potencia reactiva, a partir
del análisis de su diagrama fasorial.
• Entender los valores nominales de los motores síncronos.
Los motores síncronos son máquinas síncronas que se utilizan para convertir potencia eléctrica en
potencia mecánica. En este capítulo se estudia la operación básica de los motores síncronos y se
relaciona su conducta con la de los generadores síncronos.
5.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA
OPERACIÓN DE LOS MOTORES
Para entender el concepto básico de un motor síncrono
véase la figura 5-1, que muestra uno con dos polos. La
B R
corriente de campo I F del motor produce un campo magnético
en estado estacionario B R . Se aplica un conjunto
B S
de voltajes trifásicos al estator de la máquina, lo que produce
un flujo de corriente trifásica en los devanados.
Como se demostró en el capítulo 3, un conjunto de
sinc
corrientes trifásicas en el inducido de un devanado produce
un campo magnético giratorio uniforme B S . Por
lo tanto, hay dos campos magnéticos presentes en la
máquina y el campo del rotor tenderá a alinearse con
el campo del estator, igual que dos imanes tenderán a
alinearse si se colocan uno cerca del otro. Debido a que
el campo magnético del estator gira, el campo magnético
del rotor (y el rotor mismo) tratará constantemente
de alcanzarlo. Mientras más grande sea el ángulo entre FIGURA 5-1 Motor síncrono con dos polos.
los dos campos magnéticos (hasta un ángulo máximo),
mayor será el par en el rotor de la máquina. El principio
básico de la operación de los motores síncronos es que el rotor “persigue” al campo magnético
giratorio del estator alrededor de un círculo y nunca lo alcanza.
Debido a que un motor síncrono es igual físicamente a un generador síncrono, todas las ecuaciones
básicas de velocidad, potencia y par de los capítulos 3 y 4 se utilizan también en el caso de
los motores síncronos.
ind = k t B R × B S
= en sentido contrario
al de las manecillas
del reloj