Los motores síncronos funcionan a velocidad sincrónica. La velocidad sincrónica de un motor depende de la frecuencia de suministro y el número de polos en el motor.
La velocidad sincrónica viene dada por
Donde, f = frecuencia de suministro y p = número de polos.
Podemos cambiar la velocidad sincrónica del motor cambiando la frecuencia de suministro y el número de polos. Pero el motor siempre funcionaría con esta velocidad para una frecuencia de suministro y un número de polos dados.
Motores síncronos tienen muchas ventajas, pero no son autoiniciables, a diferencia de Motores de inducción trifásicoses una gran desventaja. En los motores síncronos, el estator tiene bobinas trifásicas y es excitado por un suministro trifásico, mientras que el rotor es excitado por un suministro de corriente continua. Los bobinados trifásicos proporcionan una rotación flujo mientras que el suministro de corriente continua proporciona un flujo constante.
El par producido en el rotor es pulsante y no unidireccional. Considerando que la frecuencia es de 50 Hz, de la relación anterior podemos ver que el flujo rotativo trifásico gira alrededor de 3000 revoluciones en 1 min. o 50 revoluciones en 1 seg. En un instante determinado el rotor y los polos del estator pueden ser de la misma polaridad (N-N o S-S) causando una fuerza de repulsión en el rotor y al segundo siguiente será N-S causando una fuerza de atracción. Pero debido a la inercia del rotor, éste no puede girar en ninguna dirección debido a la fuerza de atracción o de repulsión y permanece en estado de reposo. Debido a esto, el motor no puede arrancar por sí mismo. El rotor del motor síncrono tiene que ser llevado a una velocidad sincrónica por medio de medios externos.
A continuación se presentan las técnicas utilizadas para iniciar un motor síncrono:
Arrancar un motor síncrono usando un motor de inducción
Tenemos que llevar el rotor del motor sincrónico a la velocidad sincrónica antes de encender el motor. Por esa razón, acoplamos directamente un pequeño motor de inducción (motor de pony) con el motor sincrónico. Tengan en cuenta que el número de polos del motor de inducción debe ser menor que el del motor síncrono, de lo contrario nunca podrá alcanzar la velocidad síncrona del motor síncrono. Esto se debe a que un motor de inducción siempre tiene una velocidad inferior a la velocidad sincrónica y para que llegue a ser igual a la velocidad sincrónica del motor síncrono, su propia velocidad tiene que ser aumentada. Después de que el rotor del motor sincrónico se lleva a la velocidad sincrónica, se conecta la alimentación de corriente continua al rotor. Después de eso, simplemente desacoplamos el motor de inducción del eje del motor sincrónico.
Arrancar un motor síncrono usando una máquina de corriente continua
Es similar al método anterior con una ligera diferencia entre ambos. Una máquina de corriente continua está acoplada al motor síncrono. La máquina de CC funciona como un Motor de corriente continua inicialmente y lleva el motor sincrónico a la velocidad sincrónica. Una vez que alcanza la velocidad sincrónica, la máquina de CC funciona como un generador de CC y suministra CC al rotor del motor sincrónico. Este método ofrece un comienzo fácil y una mejor eficiencia que el método anterior.
Arrancar un motor síncrono usando bobinas de amortiguador
En este método, el motor se inicia como un motor de inducción y luego comienza a funcionar como un motor sincrónico después de alcanzar la velocidad sincrónica. Para ello, se utilizan bobinas de amortiguador. Los devanados de amortiguación son devanados adicionales que consisten en barras de cobre colocadas en las ranuras de las caras de los polos. Los extremos de las barras de cobre están en cortocircuito. Estos devanados se comportan como el rotor de un motor de inducción. Cuando se suministra energía trifásica al motor, éste comienza a funcionar como un motor de inducción a una velocidad inferior a la velocidad sincrónica. Después de algún tiempo se suministra corriente continua al rotor. El motor se sincroniza después de un instante y empieza a funcionar como un motor sincrónico. Cuando el motor alcanza la velocidad sincrónica, no hay más EMF inducida en los devanados de la compuerta y por lo tanto no tienen ningún efecto ahora en el funcionamiento del motor. Esta es la técnica más utilizada para Arrancar los motores síncronos….
Arrancar un motor síncrono usando un motor de inducción de anillo colector
Aquí conectamos un reóstato externo en serie con el rotor. El motor se inicia como un motor de inducción de anillos colectores. El resistencia se corta gradualmente a medida que el motor gana velocidad. Cuando alcanza una velocidad casi sincrónica, se le da una excitación de corriente continua al rotor, y se lo lleva al sincronismo. Entonces comienza a girar como un motor sincrónico.
