Los motores síncronos son capaces de funcionar a una velocidad constante, independientemente de la carga que actúe sobre ellos. Son máquinas de alta eficiencia y se utilizan principalmente en aplicaciones de alta precisión. Esta característica de velocidad constante se logra mediante la interacción entre un campo magnético constante y giratorio.
El rotor del motor síncrono produce un campo magnético constante y el estator produce un campo magnético giratorio. La bobina de campo del estator se excita mediante una fuente de alimentación de CA trifásica, lo cual produce un campo magnético giratorio que gira a velocidad síncrona. El rotor se excita mediante una fuente de alimentación de CC, por lo que actúa como un imán permanente.
La interacción entre el rotor y el campo magnético giratorio es interesante. Si se le da una rotación inicial al rotor en la misma dirección que el campo magnético giratorio, se puede observar que los polos opuestos del campo magnético giratorio y el rotor se atraerán y se bloquearán magnéticamente. Esto significa que el rotor girará a la misma velocidad que el campo magnético giratorio, es decir, a velocidad síncrona. La velocidad síncrona se puede calcular fácilmente.
Si uno tiene control sobre la frecuencia de la electricidad, la velocidad del motor síncrono se puede controlar con gran precisión. Sin embargo, si el rotor no tiene rotación inicial, la situación es diferente. El polo norte del rotor será atraído por el polo sur del campo magnético giratorio y comenzará a moverse en la misma dirección.
Pero como el rotor tiene cierta inercia, esta velocidad inicial será muy baja. En este momento, el polo sur del campo magnético giratorio será reemplazado por un polo norte, lo que generará una fuerza repulsiva. Como resultado, el rotor no podrá empezar a girar.
Para que un motor síncrono se inicie automáticamente, se utiliza un arreglo de jaula de ardilla que se coloca de manera ingeniosa a través de las puntas de los polos al inicio. Las bobinas de campo del rotor no se energizan, por lo que con el campo magnético giratorio, se induce electricidad en las barras de la jaula de ardilla y el rotor comienza a girar como un motor de inducción. Cuando el rotor ha alcanzado su velocidad máxima, las bobinas de campo del rotor se energizan. Como se discutió anteriormente, los polos del rotor se bloquean con los polos del campo magnético giratorio y comenzarán a girar a velocidad síncrona.
Cuando el rotor gira a velocidad síncrona, el movimiento relativo entre la jaula de ardilla y el campo magnético giratorio es cero, lo que significa que no hay corriente ni fuerza en las barras de la jaula de ardilla. Esto no afectará la operación sincronizada del motor. Los motores síncronos producirán una velocidad constante, independientemente de la carga del motor, siempre y cuando la carga esté dentro de la capacidad del motor. Si el par externo de carga es mayor que el par producido por el motor, se deslizará fuera de sincronismo y se detendrá.
La baja tensión de suministro y la tensión de excitación son otras razones para salir del sincronismo. Es interesante destacar que el motor síncrono tiene las mismas características constructivas que un alternador. Los motores síncronos también ayudan a mejorar el factor de potencia general del sistema. Esto es todo sobre el funcionamiento de los motores síncronos. Gracias.
