Caza en motor síncrono

Caza no motor síncrono

Aprendizaxes clave:

• Caza definida: A caza nun motor síncrono é o fenómeno no que o rotor oscila arredor dunha nova posición de equilibrio debido a cambios súbitos na carga.

• Causas da caza: A caza pode ser causada por cambios súbitos na carga, axustes repentinos da corrente de campo, cargas de par harmónicas ou fallos no sistema de alimentación.

• Efectos da caza: Esta inestabilidade pode facer que o motor perda a sincronización, inducir estreses mecánicos, aumentar as perdas e elevar as temperaturas.

• Técnicas de redución: Para reducir a caza, úsense bobinas amortecedoras para oposición ao deslizamento do rotor e instálanse volantes de inercia para estabilizar a velocidade do rotor.

• Tipos de motor síncrono: Comprender os diferentes tipos de motores síncronos axuda na selección do deseño adecuado do motor para minimizar os efectos da caza.

Encontramos o termo “CAZA” no contexto das operacións de motores síncronos trifásicos. Describe como o rotor debe "cazar" unha nova posición de equilibrio tras a aplicación súbita dunha carga. Este fenómeno chámase caza nun motor síncrono. Vamos explorar a condición de equilibrio dun motor síncrono.

A operación en estado estable dun motor síncrono é unha condición de equilibrio na que o par electromagnético é igual e oposto ao par de carga. En estado estable, o rotor corre á velocidade síncrona mantendo un valor constante do ángulo de par (δ). Se hai un cambio súbito no par de carga, o equilibrio interrompése e hai un par resultante que cambia a velocidade do motor.

Que é a caza?

Unha máquina síncrona sen carga comeza cun ángulo de carga de cero graos. A medida que a carga do eixo aumenta, tamén o fai o ángulo de carga. Se se aplica súbitamente unha carga, P1, a unha máquina sen carga, a máquina ralentizarase momentaneamente.

Ademais, o ángulo de carga (δ) aumenta de cero a δ1. Inicialmente, a potencia eléctrica xerada coincide coa carga mecánica, P1. Como non se alcanza o equilibrio, o rotor balancea máis alá de δ1 a δ2, xerando máis potencia eléctrica que antes.

O rotor alcanza a velocidade síncrona pero non a mantén, acelerando máis alá desta velocidade. Esta aceleración fai que o ángulo de carga diminúa, impedindo de novo o alcance do equilibrio.

Consecuentemente, o rotor balancea ou oscila arredor da súa nova posición de equilibrio, un proceso coñecido como caza ou balanceo de fase. A caza ocorre tanto en motores síncronos como en xeradores cando hai un cambio brusco de carga.

Causas da caza no motor síncrono 

1.  Cambio súbito na carga.

2.  Cambio súbito na corrente de campo.

3.  Carga que contén par harmónico.

4.  Fallo no sistema de alimentación.

Efectos da caza no motor síncrono

1.  Pode levar á perda de sincronización.

2.  Produce estreses mecánicos no eixo do rotor.

3.  Aumenta as perdas da máquina e causa un aumento de temperatura.

4.  Causa maiores picos de corrente e fluxo de potencia.

5.  Aumenta a posibilidade de resonancia.

Redución da caza no motor síncrono

Deben usarse dúas técnicas para reducir a caza. Estas son –

•    Uso de bobinas amortecedoras: Consiste en baixa resistencia eléctrica cobre/aluminio incrustado nas ranuras das caras dos polos en máquinas salientes. As bobinas amortecedoras reducen a caza producindo un par oposto ao deslizamento do rotor. A magnitude do par amortecedor é proporcional á velocidade de deslizamento.

•    Uso de volantes: O motor principal está dotado dun volante grande e pesado. Isto aumenta a inercia do motor principal e axuda a manter a velocidade do rotor constante.

•    Diseño da máquina síncrona con coeficientes de potencia de sincronización adecuados.