¿Qué
métodos se utilizan?
El
motor síncrono no tiene intrínsecamente Par de Arranque. Es necesario disponer de
algún medio que consiga poner el motor en rotación, ya que una vez esté girando
a velocidad próxima a la síncrona, podrá "engancharse y ponerse a girar a
dicha velocidad", manteniéndola para cualquier carga hasta el par máximo o
crítico.
Entre
las diversas formas de arranque se citan las siguientes:
- Arranque como motor asíncrono (Usando devanados amortiguadores).
- Arranque como motor asíncrono (Usando variador de frecuencia).
- Arranque mediante un motor auxiliar de lanzamiento hasta la velocidad síncrona.
Arranque como motor asíncrono (Usando
devanados amortiguadores)
Para
arrancar tanto un motor síncrono como uno asíncrono es necesario colocar un
arrollamiento en jaula de ardilla sobre los polos de la máquina.
Para
efectuar el arranque asíncrono el devanado de la excitación debe estar cerrado
sobre una resistencia óhmica cuya magnitud sea de 10-15 veces superior a la
propia. Sería peligroso dejar abierto el arrollamiento de excitación, debido a
que el campo giratorio podría inducir en él una F.e.m. muy elevada, lo que
podría provocar la rotura del aislamiento.
(1)
Devanado amortiguador
Generalmente
la jaula de ardilla colocada en estos motores y que aquí se utiliza para
producir un arranque asíncrono, se coloca también en los generadores y recibe
el nombre de devanado amortiguador ya que reduce las oscilaciones que se
producen en los procesos transitorios de las máquinas asíncronas: acoplamiento
a la red, variaciones bruscas de carga eléctrica o mecánica, etc.
El
efecto de estos devanados amortiguadores en régimen permanente es nulo ya que
al girar la máquina a la velocidad de sincronismo no se inducen corrientes en
los mismos.
También
sería un inconveniente cerrar el devanado en cortocircuito puesto que se
crearía una elevada corriente monofásica que frenaría el motor.
Generalmente
debido a que estos motores suelen ser de gran potencia, se aplican (al igual
que en los motores asíncronos), las conexiones estrella-triángulo o utilizando
un autotransformador. Una vez efectuada la puesta en marcha como asíncrono,
cuando se obtiene la velocidad de régimen cercana a la de sincronismo, se
conecta la c.c al devanado de excitación, entonces se producen unas
oscilaciones de velocidad respecto a la síncrona y al cabo de unos períodos se
llega a la velocidad nominal. Este proceso constituye la llamada
autosincronización del motor.
Finalizada
la operación del arranque del motor síncrono, se podrá ya regular su corriente de excitación para que la máquina trabaje en régimen de subexcitación o
sobreexcitación con el fin de regular su f.d.p.; de esta forma esta máquina
puede cumplir la doble misión de arrastrar una carga mecánica y compensar la
corriente reactiva de la red.
Arranque utilizando un
autotransformador
El
motor síncrono precisa de un arrollamiento especial de arranque dispuesto en la
rueda polar. Este arrollamiento va unido al arrancador por medio de anillos
rozantes.
Una
vez conectada la excitación, el motor entra por sí solo en sincronismo.
Este
procedimiento de arranque exige que el equipo de arranque disponga de un
autotransformador (Aut) y una resistencia de descarga (Rd).
El
autotransformador tiene la misión de reducir la intensidad absorbida por el
motor durante su arranque, lo que se consigue a base de reducir la tensión
nominal, hasta un 30 %.
Acelerar el motor con un motor
primario hasta la velocidad síncrona
En
los motores síncronos que pueden arrancar en vacío, la puesta en marcha se
realiza por medio de un motor auxiliar (motor pony), generalmente asíncrono con
igual número de polos que el motor principal, de tal forma que se consigue una
velocidad de rotación casi síncrona y la conexión a la red se realiza empleando
equipos de sincronización al igual que se hacía en el acoplamiento de un
alternador a la red.
También
se pueden emplear para este fin motores de c.c, debido a su ventaja de
regulación de velocidad o motores asíncronos con un par de polos menos que el
motor síncrono, en este caso la conexión a la red se efectúa una vez que se ha
desconectado el motor auxiliar y el grupo pasa suavemente por la velocidad de sincronismo.
Leyenda
de la figura:
(1)
F1: Fusible de protección.
(2)
KM1: Contactor trifásico.
(3)
F2: Relé térmico de protección.
(4)
Motor asíncrono trifásico con rotor bobinado.
(5)
Rr: Resistencias rotóricas para el arranque del motor M1.
(6)
F3: Fusibles de protección.
(7)
KM2: Contactor trifásico.
(8)
F4: Relé térmico de protección.
(9)
Red trifásica de corriente alterna.
(10)
Motor síncrono y excitatriz.
(11)
G: Generador de corriente continua (excitatriz).
(12)
D·C: Bobinado de excitación de G.
(13)
t·s: Reóstato de regulación.
Arranque como motor asíncrono (Usando
variadores de frecuencia)
Un
sistema para conseguir el arranque del motor es reducir la velocidad del campo
magnético giratorio del estátor hasta un valor suficientemente bajo como para
que el rotor se pueda acelerar y enganche con él durante medio ciclo de
rotación del campo magnético.
Los
sistemas para reducir la frecuencia son los mismos que los utilizados en
motores asíncronos.
Ejemplo de algunos modelos de variadores de frecuencia
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