Motor Ac dc
El rotor de los motores síncronos de CA gira en sincronía con el campo de excitación (es decir, no hay “deslizamiento”). La magnetización del rotor se produce mediante un imán permanente en los diseños sin escobillas o mediante devanados con una corriente alterna suministrada a través de anillos rozantes o escobillas (motores grandes de alta potencia).
Estos motores mantienen una velocidad constante con cualquier carga. Cuando la carga supera la carga nominal, el motor “se sale” del sincronismo y deja de funcionar. Como estos motores funcionan a una velocidad fija (que puede ajustarse variando la frecuencia de alimentación), son adecuados para los accionamientos de precisión que requieren un control exacto de la velocidad.
Los motores síncronos pueden funcionar con diferentes factores de potencia en función de la excitación del rotor. Es habitual utilizar un motor síncrono como condensador síncrono sobreexcitando el rotor, haciendo que funcione con un factor de potencia principal. Utilizando un condensador síncrono de este tipo, se puede mejorar el factor de potencia global, por ejemplo, de una planta de fabricación.
Dado que estos motores sólo funcionan a velocidad sincrónica, es necesario un sistema de arranque independiente. En la mayoría de los casos, un motor síncrono trifásico se pone en marcha como un motor de inducción (cortocircuitando el devanado del rotor) y luego pasa al modo síncrono.
Factor de potencia del motor síncrono
Los motores síncronos de CA son los caballos de batalla de la industria. Con la tecnología de los motores síncronos, la velocidad es directamente proporcional a la frecuencia de entrada de CA; por ejemplo, a 120 VCA y 60 Hz, un motor síncrono de CA girará a 72 rpm. Esta velocidad puede variarse mediante la variación de la frecuencia, aunque la mayoría de las aplicaciones utilizan simplemente un engranaje o un sistema de transmisión por correa o cadena para alcanzar la velocidad de carga deseada.
Estos motores síncronos, que proporcionan un par de hasta 1.500 onzas-pulgada (1.059 N-cm), están disponibles en versiones homologadas por la UL para su uso en lugares peligrosos de Clase I, División 1, Grupo D. Los tamaños de bastidor son NEMA 42 y 66 (110 mm y 170 mm).
¿Qué es un motor de corriente alterna?
La tensión eléctrica trifásica puede utilizarse para alimentar motores eléctricos. Para ello, cada fase está conectada a un inductor (o a un par de inductores) mediante el cual se genera un campo magnético de intensidad y polaridad variables. Los campos magnéticos cambian su dirección y su intensidad periódicamente con una velocidad constante, lo que genera un campo magnético giratorio. Los polos del campo magnético se “mueven” alrededor del eje del motor. El rotor (excitado eléctricamente o un imán permanente) es atraído por el campo magnético giratorio y comienza a girar de forma sincronizada. La velocidad de rotación viene dada por la frecuencia de la corriente alterna y el número de polos, respectivamente, de los inductores del rotor y del estator. Si la frecuencia de la corriente alterna excede la velocidad de rotación dada por la construcción o la carga, el motor comienza a vibrar como se describe en el capítulo sobre motores de paso.
Con tres pares de electroimanes en el estator y un solo imán permanente como rotor se obtiene una velocidad de giro equivalente a la frecuencia de la corriente alterna. Con 6 pares de electroimanes la velocidad de rotación sería la mitad de la frecuencia de la corriente alterna.
Arranque de motores síncronos
Motor de inducción trifásico totalmente cerrado y refrigerado por ventilador (TEFC) con la cubierta final a la izquierda, y sin la cubierta final para mostrar el ventilador de refrigeración a la derecha. En los motores TEFC, las pérdidas de calor en el interior se disipan indirectamente a través de las aletas de la carcasa, principalmente por convección forzada del aire.
Vista en corte del estator de un motor de inducción TEFC, mostrando el rotor con aletas de circulación de aire internas. Muchos de estos motores tienen un inducido simétrico, y el bastidor puede invertirse para colocar la caja de conexiones eléctricas (no mostrada) en el lado opuesto.
Un motor de inducción o motor asíncrono es un motor eléctrico de corriente alterna en el que la corriente eléctrica en el rotor necesaria para producir el par se obtiene por inducción electromagnética a partir del campo magnético del devanado del estator[1] Un motor de inducción puede, por tanto, fabricarse sin conexiones eléctricas al rotor[a] El rotor de un motor de inducción puede ser de tipo bobinado o de tipo jaula de ardilla.
Los motores de inducción trifásicos de jaula de ardilla se utilizan ampliamente como accionamientos industriales porque son autoarrancables, fiables y económicos. Los motores de inducción monofásicos se utilizan mucho para cargas más pequeñas, como los electrodomésticos, por ejemplo los ventiladores. Aunque tradicionalmente se han utilizado en servicio de velocidad fija, los motores de inducción se utilizan cada vez más con accionamientos de frecuencia variable (VFD) en servicio de velocidad variable. Los VFD ofrecen oportunidades de ahorro energético especialmente importantes para los motores de inducción existentes y futuros en aplicaciones de carga de ventiladores centrífugos, bombas y compresores de par variable. Los motores de inducción de jaula de ardilla se utilizan mucho tanto en aplicaciones de velocidad fija como de variadores de frecuencia.