Máquinas síncronas: preguntas y respuestas corregidas sobre funcionamiento, rotores y arranque
Resumen
Recopilación de preguntas y respuestas sobre máquinas síncronas, con los conceptos básicos de funcionamiento, la alimentación como generador y como motor, los tipos de rotor y los métodos de arranque. Incluye también la relación entre velocidad de sincronismo, frecuencia y número de polos, así como un ejemplo práctico de velocidad del campo giratorio.
Puntos clave
- La máquina síncrona funciona a una velocidad rigurosamente constante, llamada velocidad de sincronismo.
- Su funcionamiento se basa en la creación de un campo magnético giratorio.
- Como generador, el devanado rotórico recibe corriente continua y se obtiene corriente alterna en el estator.
- Como motor, el estator se alimenta con corriente alterna y el rotor con corriente continua.
- La relación entre velocidad de sincronismo, frecuencia y pares de polos es n1 = 60 · f / p.
- El ángulo de par máximo permitido para no perder el sincronismo es de 90°.
Máquinas síncronas: preguntas y respuestas corregidas
Características básicas
La máquina síncrona se caracteriza por:
- c) Funcionar a una velocidad rigurosamente constante, llamada velocidad de sincronismo.
¿En qué se basa el funcionamiento de la máquina síncrona?
- b) En la creación de un campo magnético giratorio.
¿Cómo se alimenta la máquina síncrona funcionando como generador?
- c) El devanado rotórico recibe corriente continua, obteniéndose alterna en el estator.
¿Cómo se alimenta la máquina síncrona funcionando como motor?
- a) El estator con corriente alterna y el rotor con corriente continua.
¿Qué tipos de rotores se utilizan en los generadores síncronos?
- c) Rotor de polos salientes y rotor cilíndrico.
¿Qué frecuencia tendrá la tensión alterna generada en un generador síncrono de 4 polos con una velocidad sincrónica de 1500 r.p.m. (revoluciones por minuto)?
- c) 50 Hz.
¿De qué manera se puede generar el campo magnético en un generador síncrono?
- a) Utilizando un rotor de imán permanente.
- b) Utilizando un rotor en el cual se han colocado una serie de devanados, alimentados por corriente continua.
Funcionamiento y arranque
En el motor síncrono, ¿qué se entiende por acoplamiento magnético?
- d) Que el campo estático (del estator) y el rotor giren juntos a la misma velocidad.
En el arranque de motores síncronos, ¿qué sucederá si conectamos el devanado estatórico directamente a la red?
- c) No arranca, puesto que no tiene par de arranque.
¿Qué métodos se pueden utilizar en el arranque de motores síncronos?
- d) Cualquiera de las dos primeras opciones: a y b. (Las opciones a y b son métodos de arranque típicos: arranque con rotor bobinado mediante resistencia/automatismos o arranque mediante motor de inducción auxiliar / accionamiento complementario.)
¿Qué se conoce por ángulo de par?
- a) El desfase que se produce entre los polos del rotor y el campo estatórico en el funcionamiento en carga.
¿Cuál es el valor máximo del ángulo de par permitido para no perder el sincronismo?
- b) 90°.
Relaciones y fórmulas
¿En qué relación se encuentran la velocidad de rotación de sincronismo, la frecuencia y el número de pares de polos?
La relación correcta entre la velocidad síncrona (n1 en rpm), la frecuencia (f en Hz) y el número de pares de polos (p) es:
n1 = 60 · f / p
Si se expresa en función del número de polos (P = 2p), la fórmula equivalente es:
n1 = 120 · f / P
n1 = 60 · f / p
¿Qué expresión es correcta respecto a la velocidad del motor síncrono?
- b) La velocidad del motor síncrono solo depende de la frecuencia de alimentación; no existe deslizamiento: o gira a la velocidad de sincronismo o no gira.
Ejemplo práctico
15. Determinar la velocidad del campo giratorio n1 y de giro del rotor n en un motor síncrono de 2 polos.
b) n1 = 3.000 rpm y n = 3.000 rpm.
Notas: Se han corregido errores ortográficos y de redacción, y se han aclarado fórmulas para una lectura técnica más precisa. Se conserva la imagen original marcada con
según indicación.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Cuál es la relación entre la velocidad de sincronismo, la frecuencia y el número de pares de polos?
La velocidad de sincronismo n1 en rpm se calcula como n1 = 60 · f / p, donde f es la frecuencia en Hz y p el número de pares de polos. Si se expresa en función del número de polos P = 2p, la fórmula equivalente es n1 = 120 · f / P.
¿Qué se entiende por ángulo de par en una máquina síncrona?
Es el desfase que se produce entre los polos del rotor y el campo estatórico cuando la máquina funciona en carga. Su valor máximo permitido para no perder el sincronismo es de 90°.
¿Por qué no arranca un motor síncrono si su devanado estatórico se conecta directamente a la red?
Porque el motor síncrono no tiene par de arranque por sí mismo. Por ello se emplean métodos de arranque específicos, como el arranque con rotor bobinado mediante resistencia o el arranque con un motor auxiliar.
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