¿Qué es un motor síncrono de CA? ¿Cuáles son las características de los motores síncronos de CA?
El motor síncrono de CA es un motor de accionamiento de velocidad constante cuya velocidad del rotor mantiene una relación proporcional constante con la frecuencia de potencia. Es ampliamente utilizado en instrumentación electrónica, equipos de oficina modernos, maquinaria textil, etc. Los motores síncronos son motores de CA y los devanados del estator son los mismos que los motores asíncronos. Su velocidad de rotación del rotor es la misma que la velocidad del campo magnético giratorio generado por el devanado del estator, por lo que se denomina motor síncrono. Debido a esto, la corriente del motor síncrono está por delante de la tensión en fase, es decir, el motor síncrono es una carga capacitiva. Por esta razón, en muchos casos, se utilizan motores síncronos para mejorar el factor de potencia del sistema de alimentación. Motor síncrono de CA
Características
Motor síncrono para funcionamiento a motor. Debido a que el motor síncrono puede funcionar con un factor de potencia líder ajustando la corriente de excitación, es beneficioso mejorar el factor de potencia de la red eléctrica. Por lo tanto, los equipos a gran escala, como sopladores de gran escala, bombas de agua, molinos de bolas, compresores, trenes de laminación, etc., son comúnmente impulsados por motores síncronos. Esta ventaja es particularmente prominente cuando se usa un motor síncrono en un equipo a gran escala con una velocidad baja. Además, la velocidad del motor síncrono está completamente determinada por la frecuencia de alimentación. Cuando la frecuencia es constante, la velocidad del motor también es constante y no cambia con la carga. Esta característica es de gran importancia en ciertos sistemas de transmisión, especialmente los sistemas de transmisión síncrona de múltiples máquinas y los sistemas de regulación de velocidad de precisión. La estabilidad operativa del motor síncrono también es relativamente alta. Los motores síncronos generalmente operan bajo sobreexcitación y su capacidad de sobrecarga es mayor que la de los correspondientes motores asíncronos. El par de un motor asíncrono es proporcional al cuadrado del voltaje, mientras que el par de un motor síncrono está determinado por el producto del voltaje y la fuerza electromotriz interna generada por la corriente de excitación del motor &, que es decir, solo proporcional a la primera potencia del voltaje. Cuando el voltaje de la red cae repentinamente a aproximadamente el 80% del valor nominal, el par del motor asíncrono a menudo cae a aproximadamente el 64% y deja de funcionar debido a la carga inmóvil; mientras que el par del motor síncrono no cae mucho, y se puede forzar la excitación para garantizar el funcionamiento estable del motor.
Estructura La estructura del motor síncrono es básicamente la misma que la del generador síncrono, y el rotor también está dividido en polos salientes y polos ocultos. Pero la mayoría de los motores síncronos son de tipo polo saliente. La forma de instalación también se divide en horizontal y vertical. Para resolver el problema de arranque de un motor síncrono, generalmente se instala un devanado de arranque en el rotor. También puede suprimir las oscilaciones durante el funcionamiento, por lo que también se denomina devanado amortiguador. Además de la estructura tradicional mencionada anteriormente, también hay una estructura de rotor de garra sin contacto deslizante. Tomando un motor de 6 polos como ejemplo, dos juegos de polos magnéticos en forma de garra se instalan uno frente al otro en el eje giratorio. Un grupo sobresale 3 cuerpos de polos axialmente hacia la derecha en la placa de la garra; el otro grupo se instala en el lado derecho en la dirección opuesta, de modo que el disco de garra sobresalga 3 cuerpos polares hacia la izquierda axialmente. Las polaridades de los dos conjuntos de polos magnéticos son opuestas. Después del montaje, la superficie circunferencial exterior del polo magnético ya no es una superficie de baldosa redonda como un motor de polo saliente común, sino una superficie de baldosa en forma de cuña, es decir, el arco polar en un extremo es más largo que el otro extremo. La forma completa del rotor se muestra en la figura. El devanado de campo se instala en el borde exterior del yugo en ambos lados. El flujo magnético generado por él pasa a través del espacio de aire principal lateral gm entre los polos N y S, los espacios de aire axiales g1 y g2 entre el rotor y el estator, y luego se cierra a través de la tapa del extremo y la base, como se muestra en la línea de puntos en la figura. Para evitar que el flujo magnético cortocircuite a través del eje, el eje debe estar hecho de acero no magnético; o el eje debe dividirse en 3 secciones, la sección central está hecha de acero no magnético. La principal ventaja de esta estructura es que no hay devanado en la parte giratoria y no hay contacto deslizante entre el anillo colector y el cepillo, por lo que la operación es confiable, la estructura de aislamiento es simple y el mantenimiento es conveniente. Pero su circuito magnético principal es largo y tiene más espacios de aire, lo que aumenta la potencia requerida para la excitación; la carcasa del motor tiene un fuerte magnetismo, lo que hará que el rodamiento se caliente; y el eje giratorio también debe estar aislado magnéticamente. Por lo tanto, este tipo de motor no ha sido ampliamente promocionado, y solo se usa en algunas ocasiones especiales, y la capacidad general no excede algunos cientos de kilovatios.
Arrancar un motor síncrono solo puede producir un par medio a la velocidad síncrona. Si el estator está conectado a la red inmediatamente y el rotor es excitado por CC al arrancar, el campo magnético giratorio del estator gira inmediatamente a una velocidad síncrona, y el campo magnético del rotor está temporalmente estacionario debido a la inercia del rotor y el campo electromagnético. El par generado en este momento será positivo o negativo. Alterna y su valor medio es cero, por lo que el motor no puede arrancar solo. Para arrancar un motor síncrono, se deben utilizar otros métodos. Existen principalmente los dos métodos siguientes.
①Método de arranque asíncrono: instale un devanado de arranque tipo jaula en la zapata del polo magnético principal del motor. Al arrancar, primero cortocircuite el devanado de excitación a través de una resistencia y luego conecte el devanado del estator a la red. Confiando en el par electromagnético asíncrono del devanado de arranque para hacer que el motor acelere hasta cerca de la velocidad síncrona, y luego pasando la corriente de excitación al devanado de excitación para establecer el campo magnético del polo principal, el par electromagnético síncrono se puede utilizar para tirar el rotor del motor en la velocidad síncrona.
②Método de arranque del motor auxiliar: generalmente, un motor de inducción con el mismo número de polos que el motor síncrono (la capacidad es aproximadamente del 10 al 15% de la máquina principal) se utiliza como motor auxiliar, y la máquina principal se conduce a una velocidad cercana a la velocidad síncrona, y luego la energía se cambia al estator de la máquina principal, y la corriente de excitación pasa en el devanado de excitación para llevar al host a la velocidad síncrona.