CAPITULO OCHO MOTOR SINCRONO. A. GARDUÑO GARCÍA.

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1 CAPITULO OCHO MOTOR SINCRONO. A. GARDUÑO GARCÍA

2 PARTES PRINCIPALES. Rotor de un motor sÍncrono de
inducción de 5300Kw, 250 rpm. Con devanado amortiguador sobre las caras polares y excitación por medio de diodos. La excitatriz es un generador de C.A. con su inducido en el rotor. El rotor de polos salientes, es para baja velocidad y alta capacidad y el rotor cilíndrico para alta velocidad en alta y baja capacidad. Con sobreexcitación se opera con f.p. adelantado permitiendo mejorar el f.p. de la instalación de la cual forma parte. A. GARDUÑO GARCÍA

3 PAR DE ARRANQUE. El motor síncrono, tiene construcción idéntica al generador síncrono. No tiene par de arranque, por la diferencia de velocidad entre el campo giratorio del estator (ns= 120f/ P) y la del rotor (nr= 0), para el arranque se anexa un devanado jaula de ardilla (amortiguador) por lo que recibe el nombre de motor síncrono de inducción. Cuando no tiene devanado jaula de ardilla se arranca si se trabaja inicialmente como generador cumpliendo las condiciones de acoplamiento en paralelo, paso siguiente se trabaja como motor al desconectar de la fuente alimentación la maquina que lo impulso. A. GARDUÑO GARCÍA

4 CAMPO GIRATORIO. IA IB IC °E 2π 180° 90° 0°
El Campo giratorio se origina cuando el devanado trifásico de armadura, se alimenta con tres corrientes desfasadas 120° E. Su velocidad es ns (síncrona). A. GARDUÑO GARCÍA

5 ORIGEN DEL CAMPO GIRATORIO.
Si consideramos : A y A´, B y B´, C y C´ devanados concentrados por fase, (regla mano derecha). A A´ × ● B B´ C C´ Fig ° × A ● A´ B C C´ B´ Fig 2. 90° × ● A A´ B B´ C C´ Fig1. 0° N S N S N S A. GARDUÑO GARCÍA

6 VELOCIDAD DEL CAMPO GIRATORIO.
La dirección del campo giratorio es unidireccional y de magnitud constante. La velocidad del campo giratorio, es la velocidad síncrona (ns), se determina como : ns = 120 f / P f = frecuencia (Hz.), P= No. de polos =No.Grupos polares de bobina. Si el rotor esta en reposo, su velocidad nr es cero y la velocidad relativa entre campo giratorio y rotor, es máxima y no pueden acoplarse los polos opuestos del estator y rotor, es la razón por la cual no tiene par de arranque. A. GARDUÑO GARCÍA

7 ACOPLAMIENTO DE CAMPOS.
Para que los polos del estator (campo giratorio) se acoplen con los del rotor, deben girar a la misma velocidad síncrona o cercana para poder atraerse. A. GARDUÑO GARCÍA

8 COMPONENTES DEL MOTOR SÍNCRONO.
Componentes del motor síncrono de inducción. A. GARDUÑO GARCÍA

9 DEVANADO DEL ESTATOR. El devanado de estator se diseña de la misma forma que en el generador síncrono. A. GARDUÑO GARCÍA

10 ROTOR DE POLOS SALIENTES.
Rotor de SM de 10 polos,720 rpm, 60 Hz. Rotor de SM de 10 MW, 1200 rpm, 6 polos, 60 Hz. A. GARDUÑO GARCÍA

11 TIPOS DE MOTORES SÍNCRONOS.
TIPO HORIZONTAL. SPMS 2000 Hp, 225 rpm. SPSM 1920 Hp, 11 KV,1800 rpm. SPSM 597 Kw, 3.3 KV, 600 rpm. SPSM 2100 Hp, 6.6 KV, 327 rpm, TIPO VERTICAL. SPSM 1500 Hp , 225rpm. A. GARDUÑO GARCÍA

12 TIPOS DE MOTORES SÍNCRONOS.
MS 600 Hp. 1200rpm.para bomba centrifuga. MS 900 Hp. F.P. adelantado, 600 rpm, planta de cemento. MS 1000 H.p. 180 rpm, planta de cemento. MS 1500 Hp , 277 rpm. A. GARDUÑO GARCÍA

13 TIPOS DE MOTORES SÍNCRONOS.
MS de planta de refinación. Grupo motor generador 300 KW, 1200 rpm. MS 597 KW 600 rpm 3.3 KV , molino de papel. A. GARDUÑO GARCÍA

14 DISPOSITIVOS DE EXCITACIÓN.
Rotor con devanado de dos fases para un motor síncrono de inducción de 1440 KW, 1000 rpm. Con dos anillos rozantes por fase. Rectificador de diodos/tiristores, en un sistema de excitación sin escobillas en en motor síncrono de inducción de 597 KW. Rotor de 3 fases de una excitatriz, con su rectificador de diodos/tiristores. Resistencias de arranque con rectificador para un motor síncrono de 597 KW, 1800 rpm.

15 MÉTODOS DE ARRANQUE. M M M M M A tensión plena Con reactor.
Con autotransformador M R Con resistencias M Devanado bipartido. A. GARDUÑO GARCÍA

16 DIAGRAMAS DE EXCITACIÓN.
A. GARDUÑO GARCÍA

17 DIAGRAMAS DE EXCITACIÓN.
A. GARDUÑO GARCÍA

18 DIAGRAMA FASORIAL . E Iaxs Vn = E + j IaXs Vn
Vn (voltaje aplicado) > E Xs Vn + - Ia E MS E= 4 Kf Kp Kd N f Φ Circuito eléctrico del motor síncrono (MS). A. GARDUÑO GARCÍA

19 CURVAS "V" DEL MOTOR SÍNCRONO.
Potencia de entrada = 3 (Vn Ia Cos Φ) CARGA CONSTANTE MS Si se mantiene la potencia de salida del motor constante, y el voltaje por fase no varía, entonces : Ia Cos.Φ = CONSTANTE. La función Cos Φ varía entre cero (valor mínimo) y la unidad (valor máximo) Cuando: (Cos Φ)mínimo , la corriente de armadura (Ia) es máxima. (Cos Φ)máximo , la corriente (Ia) es de valor mínimo. Si el motor síncrono se opera en vació o con carga constante en la flecha, y se varía la corriente de excitación, tabulando los valores correspondiente de corriente de armadura y de corriente de excitación se obtienen las curvas "V ". A. GARDUÑO GARCÍA

20 CURVAS "V" DEL MOTOR SÍNCRONO.
Línea de F:P unitario Media carga Sin carga Plena carga a F.P= 1 Plena carga con F.P.= 0.8 + ATRASO ADELANTO 25 50 75 100 125 40 80 120 160 200 % de corriente de excitación % de carga plena A. GARDUÑO GARCÍA

21 POTENCIA REACTIVA PROPORCIONADA POR EL MOTOR SÍNCRONO.
de inducción Potencia reactiva Potencia real El motor de inducción demanda de la fuente, potencia real y potencia reactiva inductiva para crear su campo magnético. El motor síncrono proporciona la potencia reactiva al motor de inducción si esta sobreexcitado. La potencia real que demanda el motor síncrono sirve para impulsar una carga de velocidad constante. La velocidad del motor síncrono Se varia con la frecuencia de la fuente de alimentación (ciclo convertidor). motor síncrono de inducción Potencia reactiva. Potencia real A. GARDUÑO GARCÍA

22 APLICACIÓN DE LOS MOTORES.
Motor síncrono Motor síncrono o De inducción Motor de inducción Y mayores. H.P. A. GARDUÑO GARCÍA

23 CONDENSADOR SÍNCRONO. Línea de F:P unitario Sin carga ADELANTO 25 50
25 50 75 100 125 150 40 80 120 160 200 % de corriente de excitación % de carga plena A. GARDUÑO GARCÍA

24 CONDENSADOR SÍNCRONO (cont.).
Potencia de entrada = 3VfaseIfaseCos Φ CS Potencia reactiva Condensador síncrono enfriamiento con H2, 25 MVA 900 rpm, 60 Hz. Condensador síncrono enfriamiento con H2 75 MVA, 750 rpm, 50 Hz. A. GARDUÑO GARCÍA

25 MÉTODO DE EXCITACIÓN SÍN ESCOBILLAS.
excitatriz rectificador rotatorio A. GARDUÑO GARCÍA