Que é o ángulo de potencia e a carga no caso dun motor síncrono?

Ángulo de potencia e carga nos motores síncronos

O ángulo de potencia (Power Angle) e a carga nos motores síncronos teñen unha estreita relación. Comprender estes conceptos axuda a entender mellor o principio de funcionamento e o rendemento dos motores síncronos. Aquí está unha explicación detallada:

1. Ángulo de potencia (Power Angle)

Definición

O ángulo de potencia (tamén coñecido como ángulo de par ou ángulo eléctrico, representado como δ) é a diferenza de fase entre o eixo do campo magnético do rotor e o eixo do campo magnético do estator. Representa a posición do campo magnético do rotor en relación co campo magnético do estator.

Impacto

• Transferencia de potencia: O ángulo de potencia afecta directamente a potencia activa absorbida polo motor síncrono da rede. Canto maior sexa o ángulo de potencia, máis potencia activa absorbe o motor.

• Estabilidade: Un ángulo de potencia excesivamente grande pode facer que o motor perda a sincronización, provocando un fenómeno de "deslizamento".

2. Carga

Definición

A carga refírese á carga mecánica impulsada polo motor síncrono, xeralmente expresada en unidades de potencia (quilovatios ou cabalos de vapor).

Relación

Relación entre o ángulo de potencia e a carga: O ángulo de potencia δ e a carga P dun motor síncrono teñen unha relación non linear, que se pode expresar coa seguinte fórmula:

Onde:

• P é a potencia activa absorbida polo motor (vatios ou quilovatios).

• E é a FEM (forza electromotriz) sen carga do motor (voltios).

• V é a tensión da rede (voltios).

• Xs é a reactivancia síncrona do motor (ohmios).

• δ é o ángulo de potencia (radianos).

3. Representación gráfica das características do ángulo de potencia

Curva de características

• Curva de características: A relación entre o ángulo de potencia e a carga pode representarse mediante unha curva de características. Esta curva é xeralmente non linear e segue unha función seno.

• Punto de máxima potencia: Cando o ángulo de potencia δ alcanza os 90 graos (π/2 radianos), o motor absorbe a máxima potencia activa Pmax:

Punto de deslizamento: Cando o ángulo de potencia supera os 90 graos, o motor pode perder a sincronización, provocando unha condición de "deslizamento".

4. Factores de influencia

Tensión da rede

Variación de tensión: As variacións na tensión da rede V afectan a relación entre o ángulo de potencia e a carga. Un aumento na tensión permite ao motor absorber máis potencia activa.

Parámetros do motor

Reactivancia síncrona: A reactivancia síncrona Xs é un parámetro interno importante do motor, que afecta a relación entre o ángulo de potencia e a carga. Unha reactivancia síncrona maior resulta en menos absorción de potencia activa polo motor.

Variación de carga

Aumento de carga: Cando a carga aumenta, o motor ajusta automaticamente o ángulo de potencia para absorber máis potencia activa ata que se alcanza un novo punto de equilibrio.

5. Resumo

• Ángulo de potencia δ: Representa a diferenza de fase entre o campo magnético do rotor e o campo magnético do estator, afectando directamente a potencia activa absorbida polo motor.

• Carga P: A carga mecánica impulsada polo motor, que ten unha relación non linear co ángulo de potencia.

• Fórmula de relación: P=（EV/Xs） sin(δ) describe a relación entre o ángulo de potencia e a carga.

• Punto de máxima potencia: Cando o ángulo de potencia δ alcanza os 90 graos, o motor absorbe a máxima potencia activa Pmax=EV/ Xs.

• Punto de deslizamento: Cando o ángulo de potencia supera os 90 graos, o motor pode perder a sincronización.

Comprender estes conceptos axuda a deseñar e operar mellor os motores síncronos, asegurando o seu funcionamento estable en varias condicións.