Los motores eléctricos están firmemente establecidos como los componentes más importantes de la mayoría de los dispositivos que utilizan los seres humanos todos los días. Uno de los tipos de máquinas eléctricas para hacer girar el cuerpo de trabajo es un motor eléctrico síncrono. Consideraremos más a fondo las características del dispositivo y el principio de funcionamiento de un motor síncrono.
Dispositivo
Estructuralmente, cualquier unidad síncrona es un estator y un rotor combinados en una carcasa. El devanado del estator se enrolla en las ranuras de un circuito magnético estacionario ensamblado a partir de un material ferromagnético. El diseño del rotor puede incluir un devanado montado en un marco de acero o un imán permanente montado en un eje. La tarea tanto de uno como del segundo es crear un flujo magnético que interactúe con el campo electromagnético del estator.
Principio de funcionamiento
Según la cláusula 53 de GOST 27471-87, el concepto de motor síncrono implica una máquina sin contacto que funciona con corriente alterna. En el cual, en el estado estacionario, la relación entre la velocidad del rotor y la frecuencia de la corriente en los devanados del inducido no depende de la magnitud de la carga en el funcionamiento nominal.
Desde un punto de vista práctico, se ve así:
- se aplica un voltaje trifásico a los devanados del estator, también llamado inducido;
- a medida que aumenta la amplitud de la sinusoide en una fase, la corriente y el campo electromagnético creado alrededor del devanado aumentarán proporcionalmente;
- en vista del hecho de que la sinusoide aumenta en las tres fases del motor alternativamente, el pico del campo electromagnético máximo se desplazará de un devanado a otro en el sentido de las agujas del reloj;
- el campo magnético del rotor (inductor) es atraído alternativamente por sus propios polos al signo opuesto del vector de campo del estator.
Como resultado de esta interacción, se produce la rotación de traslación del eje del motor síncrono alrededor de su eje. Dado que las líneas eléctricas formadas por una fuente independiente están constantemente presentes en el inductor, la frecuencia de su rotación corresponde completamente a la frecuencia de la tensión suministrada a los devanados del inducido. El sincronismo ocurre en el motor.
Tipos de motores síncronos
En general, los motores síncronos se dividen en varias categorías, según sus características de diseño.
Entonces, para obtener un flujo de excitación, use:
- bobinado del rotor - para garantizar la interacción electromagnética, se suministra energía al devanado desde una fuente de terceros;
- rotor magnético - el campo magnético auxiliar del rotor se crea mediante imanes permanentes instalados en él;
- rotor de chorro - la forma del circuito magnético del inductor se realiza de tal manera que las líneas de fuerza del inducido se refractan para obtener una rotación sincrónica.
Dependiendo del diseño del rotor, se distingue un polo saliente y un motor síncrono de polo implícito.
Según el modo de funcionamiento, se pueden utilizar como motor eléctrico, generador o compensador síncrono.
Modos de funcionamiento
En la práctica, cada máquina eléctrica se puede utilizar en diferentes modos de funcionamiento:
- Modo motor - la unidad funciona según el principio de conversión de energía eléctrica en energía mecánica. Se aplica voltaje a los cables del inducido y se convierte en fuerza de rotación en el rotor.
- Modo generador - en este caso, el eje del motor gira debido a la turbina u otro objeto, y la tensión generada se elimina de los cables del inducido.
- Compensador síncrono - el motor eléctrico está conectado a la red de distribución al ralentí. Esto aumenta el factor de potencia del sistema debido al consumo de potencia reactiva.
PD Más otros detalles sobre motor sincrónico, y también sobre cómo se diferencia de un motor de inducción, vea el video: