Caceria en Motor Síncrono

Càlcul en Motor Síncron

Aprenentatges clau:

• Definició de Càlcul: El càlcul en un motor síncron és el fenòmen en què el rotor oscil·la al voltant d'una nova posició d'equilibri a causa de canvis bruscs en la càrrega.

• Causa del Càlcul: El càlcul pot ser causat per canvis bruscs en la càrrega, ajustos súbits de la corrent de camp, càrregues de torque harmòniques o falles en el sistema d'alimentació.

• Efectes del Càlcul: Aquesta inestabilitat pot fer que el motor perdi la sincronització, induir estressos mecànics, augmentar les pèrdues i elevar les temperatures.

• Tècniques de Reducció: Per reduir el càlcul, utilitzeu bobines d'amortització per oposar-se al lliscament del rotor i instaleu volants per estabilitzar la velocitat del rotor.

• Tipus de Motor Síncron: Comprendre diferents tipus de motors síncrons ajuda a seleccionar el disseny de motor adequat per minimitzar els efectes del càlcul.

Encontram el terme "CÀLCUL" en el context de l'operació dels motors síncrons trifàsics. Descriu com el rotor ha de 'cercar' una nova posició d'equilibri després d'una aplicació de càrrega súbita. Aquest fenomen es coneix com càlcul en un motor síncron. Explorarem la condició d'equilibri d'un motor síncron.

Una operació en estat estacionari d'un motor síncron és una condició d'equilibri en què el torque electromagnètic és igual i oposat al torque de càrrega. En estat estacionari, el rotor gira a la velocitat síncrona, mantenint un valor constant de l'angle de torque (δ). Si hi ha un canvi súbit en el torque de càrrega, l'equilibri es veu pertorbada i hi ha un torque resultant que canvia la velocitat del motor.

Què és el Càlcul?

Una màquina síncrona sense càrrega comença amb un angle de càrrega de zero graus. Quan la càrrega de l'eix augmenta, també ho fa l'angle de càrrega. Si s'aplica una càrrega, P1, a una màquina sense càrrega, la màquina es ralentirà momentàniament.

A més, l'angle de càrrega (δ) augmenta de zero a δ1. Inicialment, la potència elèctrica generada coincideix amb la càrrega mecànica, P1. Com que no s'ha assolit l'equilibri, el rotor oscil·la més enllà de δ1 fins a δ2, generant més potència elèctrica que abans.

El rotor arriba a la velocitat síncrona però no la manté, accelerant més enllà d'aquesta velocitat. Aquesta acceleració fa que l'angle de càrrega disminueixi, impedint l'assoliment de l'equilibri un cop més.

Conseqüentment, el rotor oscil·la o fluctua al voltant de la seva nova posició d'equilibri, un procés conegut com càlcul o balançament de fase. El càlcul ocorre tant en motors síncrons com en generadors quan hi ha un canvi brusc de càrrega.

Causa del Càlcul en el Motor Síncron 

1.  Canvi brusc en la càrrega.

2.  Canvi brusc en la corrent de camp.

3.  Una càrrega que conté torque harmònic.

4.  Falta en el sistema d'alimentació.

Efectes del Càlcul en el Motor Síncron

1.  Pot conduir a la pèrdua de sincronització.

2.  Produeix estressos mecànics en l'eix del rotor.

3.  Augmenta les pèrdues de la màquina i provoca un increment de temperatura.

4.  Provoca major creixement en la corrent i el flux de potència.

5.  Augmenta la possibilitat de ressonància.

Reducció del Càlcul en el Motor Síncron

Es haurien d'utilitzar dues tècniques per reduir el càlcul. Aquestes són –

•    Utilització de Bobines d'Amortització: Consisteix en resistències elèctriques baixes de cobre / allumini incrustades en ranures de cares de pols en màquines de pols salients. Les bobines d'amortització redueixen el càlcul produint un torque oposat al lliscament del rotor. La magnitud del torque d'amortització és proporcional a la velocitat de lliscament.

•    Utilització de Volants: El motor principal es proporciona amb un volant gran i pesant. Això augmenta la inèrcia del motor principal i ajuda a mantenir la velocitat del rotor constant.

•    Dissenyant la màquina síncrona amb coeficients de potència de sincronització adequats.