5/18/2018 Motores s ncronos
1/13
i
INSTALACIONES
ELECTRICASMotores sncronos y asncronos
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE LOS RIOSBalancn, Taasco
5/18/2018 Motores s ncronos
2/13
Instituto Tecnolgico Superior de los
Ros
Materia:
Instalaciones elctricas
Unidad 3
Trabajo:
Investigacin documental
Tema:
Motores sncronos y asncronos
Catedrtico:
Ing. Carlos Enrique Ehuan de la Cruz
Nombre del alumno:
Martin Fredy Lpez Mayo
Carrera:
Ing. Electromecnica
Semestre: seto
Control:
!!"E"#$%&
Mar!o "#$ %&"'
!
5/18/2018 Motores s ncronos
3/13
Introduccin:""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#
(bjeti)o:"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" #
Motores sncronos""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$
*rincipios de +uncionamiento""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$
Circuito e,ui)alente""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%
M-todos de arran,ue""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%
Ma,uinas asncronas""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""&
*rincipio de .uncionamiento""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""&
Constitucin de la M,uina /sncrona Tri+sica 0Tipos de Motores12"""""""""""""""""""""""'
Motor con Rotor obinado""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!(
Motor con Rotor en 4aula de /rdilla"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!!
Conclusin:""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" !)
ibliogra+a:""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" !)
)
5/18/2018 Motores s ncronos
4/13
Introduccin:
Los *otores sncronos y asncronas son la +arte +rinci+al en na
in-stria +or la cal c*+len con .nciones -i.erentes, co*o +or la
*a/ina sncrona se +e-e tili0ar co*o 1enera-or -e corriente alterna,
y otras -e las +artes *s i*+ortantes -e esta */ina es s .or*a -e
arrancar co*o la re-cci2n -e la .recencia, arran/e con *otor
+ri*ario e3terno, con -e4ana-o -e a*orti1a*iento y el arran/e
ato*tico, en las cales estos *otores se conectan a n siste*a
tri.sico"
Otras -e las cales es *s tili0a-o es el *otor asncrono +or ss
+rinci+ios -e .nciona*iento co*o la 5ala -e ar-illa *otor no centacon escoillas en la si1iente in4esti1aci2n se -ar a conocer estos ti+os
-e *otores"
(bjeti)o:
Reconocer las -i.erencias entre estos -os ti+os -e *otores"
Conocer ss +artes +rinci+ales y ss caractersticas
A+ren-er a re1lar las 4eloci-a-es y las cone3iones -e
ali*entaci2n
#
5/18/2018 Motores s ncronos
5/13
Motores sncronos
La mquina sncrona es una maquina reversi'le ya que se puede utilizar comogenerador de corriente alterna o como motor sncrono. Est constituido por dos
devanados independientes.
a( )n devanado inductor* construido en +orma de arrollamiento concentrado o
distri'uido en ranuras alimentado por corriente continua* que da lugar a los
polos de la mquina y que se coloca en el rotor.'( )n devanado inducido distri'uido +ormando un arrollamiento tri+sico
recorrido por corriente alterna u'icado en el estator que est constituido de
un material +erromagntico* generalmente de chapas de acero al silicio.
La estructura del rotor puede ser en +orma de polos salientes o de polos lisos
como se ve en la +igura !. ,i el motor tuviese solo un par de polos.
*rincipios de +uncionamiento
,i un alternador tri+sico se le retira la maquina motriz y se alimenta su estator
mediante un sistema tri+sico de corriente alterna se genera en el estator un
campo magntico giratorio* cuya velocidad sa'emos que es de -/#+0p donde + es
la +recuencia de la red* y es el n1mero de pares de polos del rotor. ,i en estas
circunstancias* con el rotor parado* se alimenta el devanado del mismo con
$
5/18/2018 Motores s ncronos
6/13
corriente continua se produce un campo magntico del estator. Los polos del rotor
estn sometidos ahora a tracciones y repulsiones en 'reves periodos de tiempo*
por parte de los polos del estator pero el rotor no consigue girar* a lo sumo vi'rara.
2l llevar el rotor a la velocidad de sincronismo* hacindolo girar por medio de unmotor au3iliar al +renarse polos de signo opuesto se esta'lece un enganche
magntico que les o'liga a seguir girando 4untos* pudiendo retirar el motor au3iliar
este enganche magntico se produce ya que el campo giratorio arrastra por
atraccin magntica al rotor en el mismo sentido y velocidad.
En la +igura " se muestran dos conductores del inducido en+rentando a dos polos
consecutivos del rotor por dos instantes de tiempo consecutivo. ,e puede concluir
que si el rotor est en reposo o gira a otra velocidad di+erente a la del sincronismo*
el par medio que desarrolla al conectarlo a la red es nulo por lo que el mor no
arranca.
6
5/18/2018 Motores s ncronos
7/13
Circuito e,ui)alente
5a que el motor sncrono es igual +sicamente al generador* las ecuaciones
'sicas de velocidad* potencia y par son las mismas. La 1nica di+erencia es que el
sentido de +lu4o de potencia 6y por lo tanto el sentido de la corriente de carga( es
opuesto para el motor.
Consideremos un motor sncrono +uncionando en rgimen estacionario con una
tensin de +ase ). suponemos que la reactancia de dispersin es constante* que
se pueden despreciar las perdidas en el hierro y que el entrehierro es uni+orme en
la +igura 7 se puede ver el circuito elctrico equivalente 6diagrama de 8londel( que
representa al motor sncrono conectado a la red en la cual es estator se comporta
como el primario de un trans+ormador.
M-todos de arran,ueComo se mencion antes* cuando el motor est detenido y se lo conecta a la red*
ste vi'rar +uertemente y se so'recalentar. E3isten varios mtodos para
arrancarlo de +orma segura. 2 continuacin se descri'irn los tres mtodos ms
utilizados y +inalmente se mostrar un circuito para el arranque automtico.
!. 2rranque por medio de la reduccin de la +recuencia elctrica ,i los campos
magnticos del estator en un motor sncrono giran a una velocidad lo
su+icientemente 'a4a* no ha'r ning1n pro'lema para que el rotor se acelere y seenlace con el campo magntico del estator. Entonces* se puede incrementar la
velocidad de los campos magnticos del estator aumentando gradualmente la
+recuencia hasta su valor nominal de %# 9z. :ara esto pueden utilizar
accionadores de estado slido como ciclo convertidores.
%
5/18/2018 Motores s ncronos
8/13
". 2rranque con un motor primario e3terno.
:ara llevar al motor a su velocidad sncrona se le puede ad4untar un motor de
arranque e3terno. )na vez alcanzada esta velocidad* se conecta la mquina en
paralelo a la red y se desconecta el motor primario del e4e. El motor de arranque
puede tener valores nominales mucho ms peque;os que el motor que arranca ya
que slo de'e superar la inercia de la mquina sncrona en vaco "
7. 2rranque con devanados de amortiguamiento.
acoplamiento a la red* vi'raciones 'ruscas de carga
elctrica o mecnica* etc. Los devanados de amortiguamiento son 'arrasespeciales dispuestas en ranuras hechas en la cara del rotor en un motor y en
cortocircuito en cada e3tremo con un anillo 6+igura !#(. Esto crea un rotor del tipo
4aula de ardilla y el motor arranca como si +uera un motor asincrnico tri+sico.
$. 2rranque automtico.
Mediante el siguiente circuito se puede arrancar al motor de +orma automtica.
:rimero se cierra el interruptor ! que alimenta al estator del motor. En el instante
de arranque el rotor tiene la +recuencia de la red 6alta +recuencia(. En el circuito del
rotor* que alimenta la resistencia de arranque* para que sta a'sor'a la tensin
7
5/18/2018 Motores s ncronos
9/13
elevada de las 'o'inas de los polos* aparece una di+erencia de potencial a los
'ornes de la reactancia. Esta di+erencia de potencial alimenta una 'o'ina del rel
polarizado* que mantiene a'ierto los contactos del mismo. La mquina arranca
como motor asncrono de'ido a la 4aula de ardilla que poseen los polos del rotor. 2
medida que aumenta la velocidad* la +recuencia del rotor disminuye* por
consiguiente disminuye la di+erencia de potencial a los 'ornes de la reactancia
hasta que sta no puede mantener el yugo del rel* ya cercana a la velocidad de
sincronismo* y cierra los contactos de l. 2l cerrarse este contacto se alimenta la
'o'ina del contacto* quien cierra los interruptores " y a're el 7 quedando de esta
manera alimentado el rotor por corriente continua y +uncionando en sincronismo.
Maquinas asncronas
Principio de Funcionamiento
:ara e3plicar el +uncionamiento de un motor asncrono tri+sico* nos vamos a
servir del siguiente smil. ,upongamos que tenemos un imn movindose a lo
largo de una escalerilla conductora tal y como se indica en la +igura ad4unta. Este
imn en su desplazamiento a velocidad v provoca una variacin de +lu4o so're los
recintos cerrados que +orman los pelda;os de la escalera. Esta variacin de +lu4o
genera una +.e.m.* de+inida por la Ley de Faraday>
?ue a su vez hace que por dichos recintos circule una corriente. Esta corriente
elctrica provoca la aparicin de una +uerza so're la escalera de+inida por F I L 8
que hace que la escalera se desplace en el mismo sentido que lo hace el imn.
&
5/18/2018 Motores s ncronos
10/13
La escalera nunca podr desplazarse a la velocidad del imn* pues en el supuesto
caso de que se desplazase a la misma velocidad que el imn* la variacin de +lu4o
so're los recintos cerrados sera nula* y por tanto la +.e.m. inducida tam'in y por
tanto la +uerza resultante tam'in sera nula.
En un motor asncrono la
escalera es el desarrollo lineal
del rotor y el campo magntico
que se desplaza es originado
por un sistema tri+sico de
corrientes que circulan por el
estator 6@eorema de Ferraris(.
Constitucin de la M,uina /sncrona Tri+sica 0Tipos de Motores12
'
5/18/2018 Motores s ncronos
11/13
Motor con Rotor Bobinado
!(
5/18/2018 Motores s ncronos
12/13
Motor con Rotor en 4aula de /rdilla
El rotor en estos motores est constituido por dos 4aulas* una e3terna* de menor
seccin y material de alta resistividad* y otra interna de seccin mayor y material
de 'a4a resistividad. 2m'as 4aulas estn separadas entre s en cada ranura por
medio de una delgada rendi4a que aumenta el +lu4o de dispersin en la 4aula
in+erior. Ae este modo se consigue una 4aula e3terior de alta resistencia y 'a4a
reactancia y una 4aula interior de 'a4a resistencia y 'a4a reactancia.
En el arranque 6la reactancia predomina so're la resistencia* pues + es grande( la
corriente +luye en su mayor parte por la 4aula e3terior 6menor reactancia(.
2 la velocidad nominal 6las resistencia predomina so're la reactancia* + es muy
peque;a( la corriente +luye en su mayor parte por la 4aula interior 6menor
resistencia(.
Con todo esto se consigue que en el arranque la resistencia se alta* lo que implica
alto par de arranque y 'a4a intensidad* y a la velocidad nominal* como la
resistencia es 'a4a* se tiene 'uen rendimiento.
!!
5/18/2018 Motores s ncronos
13/13
Conclusin:
El principio de +uncionamiento de estos motores se 'asan en los motores de
corriente directa en las cuales estas +uncionan con imanes permanentes* en este
caso en los motores sncronos utilizan 'o'inados en el rotor que soporten
tensiones muy elevadas y consumen mucha corriente por lo general esta
+uncionan con sistemas tri+sicos* y los motores asncronos utiliza el cmo rotor la
4aula de ardilla por lo tanto no cuanta con esco'illas dicho de otra +orma no
cuenta con em'o'inado en la parte del rotor.
ibliogra+a:
http>00BBB!.+rm.utn.edu.ar0mielectricas0docs02:)-@E,M2?)I-2,ELEC@=IC2,D)7v!.!.pd+
BBB!.+rm.utn.edu.ar0...02:)-@E,M2?)I-2,ELEC@=IC2,D)7.pd+
BBBDapp.etsit.upm.es0...0teat0...0motor"#asincrono"#tri+asico.pd+
!)
http://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdfhttp://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdfhttp://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdfhttp://www1.frm.utn.edu.ar/mielectricas/docs/APUNTES_MAQUINAS_ELECTRICAS-_U_3_v1.1.pdf