Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

5.3 Arranque de los motores síncronos 221
Hoy en día las cosas han cambiado. Se pueden usar los controladores de estado sólido para
motores a fin de convertir una frecuencia de entrada constante en cualquier frecuencia de salida
deseada. Con el desarrollo de estos accionadores de estado sólido tan modernos es perfectamente
posible controlar continuamente la frecuencia eléctrica aplicada al motor desde una fracción de un
hertz hasta por arriba de la frecuencia nominal. Si esta unidad de control de frecuencia variable se
incluye en el circuito de control del motor para lograr el control de la velocidad, entonces el arranque
de un motor síncrono es muy fácil: simplemente se ajusta la frecuencia a un valor muy bajo para
el arranque y luego se eleva hasta la frecuencia de operación deseada para la operación normal.
Cuando se opera un motor síncrono a una velocidad menor a la velocidad nominal, su voltaje
interno generador E A 5 Kfv será menor que lo normal. Si se reduce la magnitud de E A entonces
el voltaje en los terminales aplicado al motor se debe reducir también para mantener la corriente en
el estator en niveles seguros. El voltaje en cualquier accionador de frecuencia variable o circuito de
ataque de frecuencia variable debe variar casi linealmente con la frecuencia aplicada.
Para saber más sobre las unidades de control de estado sólido para motores, consulte el libro
que aparece en la bibliografía de este capítulo con el número 9.
Arranque del motor con un motor primario externo
El segundo método de arranque de un motor síncrono es adjuntarle un motor de arranque externo
y llevar la máquina síncrona hasta su velocidad plena con un motor externo. Entonces se puede
conectar la máquina síncrona en paralelo con el sistema de potencia como generador y se puede
desconectar el motor primario del eje de la máquina. Una vez que se apaga el motor de arranque,
el eje de la máquina pierde velocidad, el campo magnético del rotor B R se retrasa con respecto a B net
y la máquina síncrona comienza a comportarse como motor. Una vez que se completa la conexión
en paralelo, el motor síncrono se puede cargar de manera normal.
Todo este procedimiento no es tan absurdo como parece, debido a que muchos motores síncronos
forman parte de un conjunto de motor-generador y se puede arrancar la máquina síncrona en el
conjunto motor-generador con otra máquina que cumpla la función de motor de arranque. Además,
el motor de arranque sólo necesita superar la inercia de la máquina síncrona en vacío; no se añade
ninguna carga hasta que el motor está conectado en paralelo con el sistema de potencia. Ya que se
debe superar sólo la inercia del motor, el de arranque puede tener valores nominales mucho más
pequeños que el motor síncrono que arranca.
Debido a que la mayoría de los motores síncronos tienen
sistemas de excitación sin escobillas montadas en sus ejes, a
menudo se pueden utilizar estos excitadores como motores de
arranque.
Para muchos de los motores síncronos de tamaño mediano
a grande, la utilización de un motor de arranque externo o el
arranque por medio del excitador pueden ser la única solución
posible, ya que los sistemas de potencia a los que están unidos
probablemente no soportan las corrientes de arranque que se requieren
para utilizar el método del devanado de amortiguamiento
que se describe a continuación.
Arranque del motor con devanados de
amortiguamiento
Definitivamente la técnica de arranque de un motor síncrono
más popular es la utilización de devanados de amortiguamiento.
Los devanados de amortiguamiento son unas barras especiales
dispuestas en ranuras labradas en la cara del rotor de un motor
síncrono y en cortocircuito en cada extremo con un gran anillo
en cortocircuito. En la figura 5-17 se puede ver la cara de un polo
FIGURA 5-17 Polo del campo de un rotor de una máquina
síncrona que muestra los devanados de amortiguamiento en la cara
del polo. (Cortesía de General Electric Company.)