Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

226 CAPÍTULO 5 Motores síncronos
es inversa. Puesto que los motores síncronos se conectan por lo común a sistemas de potencia que
contienen generadores mucho más grandes que los motores, la frecuencia y el voltaje en los terminales
de un motor síncrono están fijos (esto es, el sistema de potencia es muy parecido a un bus
infinito para el motor).
El circuito equivalente de un motor síncrono es el mismo que el circuito equivalente de un generador
síncrono, salvo que la dirección supuesta de la corriente del inducido es inversa.
La velocidad de un motor síncrono es constante desde carga vacía hasta la carga máxima posible
sobre el motor. La velocidad de rotación es
n m
120 f e
P
(5-3)
desde carga vacía hasta la carga máxima posible. La potencia máxima posible que un motor síncrono
puede producir es
P máx
3V E A
X S
(4-21)
Por su parte, el par máximo posible está dado por
máx
3V E A
X S
(4-22)
Si se excede este valor, el rotor no podrá permanecer enclavado con los campos magnéticos, y el
motor deslizará polos.
Si ignoramos el efecto de las pérdidas eléctricas y mecánicas, entonces la potencia convertida
de eléctrica a mecánica en el motor está dada por
P conv
3V E A
X S
sen (4-20)
Si el voltaje de entrada V f es constante, entonces la potencia convertida (y, por consiguiente, la
potencia suministrada) es directamente proporcional a la cantidad E A sen d. Esta relación puede ser
útil cuando se grafican diagramas fasoriales de motores síncronos. Por ejemplo, si se aumenta o se
disminuye la corriente de campo, el voltaje generado interno del motor aumentará o disminuirá;
pero la cantidad E A sen d permanecerá constante. Esta restricción facilita el graficado de cambios en
el diagrama fasorial del motor (vea la figura 5-9), y el cálculo de curvas V de motores síncronos.
Si la corriente de campo de un motor síncrono se hace variar mientras su carga en el eje permanece
constante, entonces la potencia reactiva que el motor suministra o consume variará. Si
E A cos d > V f , el motor suministrará potencia reactiva, mientras que si E A cos d < V f , el motor consumirá
potencia reactiva. Un motor síncrono normalmente se opera con E A cos d > V f , de modo que
el motor síncrono suministra potencia reactiva al sistema de potencia, y reduce el factor general de
potencia de las cargas.
Un motor síncrono no tiene un par de arranque neto y, por lo tanto, no puede arrancar por sí
mismo. Hay tres maneras para hacer arrancar un motor síncrono:
1. Reducir la frecuencia del estator a un nivel de arranque seguro.
2. Usar un motor primario externo.
3. Disponer devanados de amortiguamiento o atenuación en el motor para acelerado hasta llegar
cerca de la velocidad síncrona antes de aplicar una corriente directa a sus devanados de
campo.
Si un motor tiene devanados de atenuación, también se incrementará la estabilidad del motor
durante los transitorios de carga.