Un motor síncron és un motor de corrent alternada que funciona a una velocitat constant especificada per la freqüència de l'alimentació elèctrica i el nombre de pols. A diferència dels motors d'inducció, els motors síncrons funcionen a la velocitat síncrona sense lliscament.
Els motors síncrons s'utilitzen en una varietat d'aplicacions, incloent-hi
Conduccions industrials,
Generació d'energia
Condensadors síncrons de correcció del factor de potència, i
Sistemes de control de moviment precís.
Els motors síncrons mantenen la sincronització ja que el rotor gira (rotació) a la mateixa velocitat que el camp magnètic rotatori del estator.
La velocitat d'un motor síncron és proporcional a la freqüència de la font d'alimentació i inversament proporcional al nombre de pols del motor.
A causa de les seves característiques de velocitat síncrona fixa, els motors síncrons són menys eficients a l'hora de gestionar càrregues variables que els motors d'inducció.
Quan un motor síncron perd la sincronització amb la font d'alimentació, deixa de funcionar eficientment i pot necessitar ser resincronitzat abans de poder ser reiniciat.
Es fan servir dispositius auxiliars com bobines d'amortiguent (o) motors de partida per portar els motors síncrons a la velocitat síncrona abans de sincronitzar-los amb la font d'alimentació.
En comparació amb els motors d'inducció, els motors síncrons oferixen millor
Correcció del factor de potència,
Majors rendiments sota càrrega constant, i
Control precís de la velocitat.
Per funcionar a velocitats variables, els motors síncrons necessiten sistemes de control externs comconversors de freqüència variable (VFD).
Un motor síncron està format per un estator, un rotor, un sistema d'excitació i, en alguns casos, una bobina d'amortiguent o un mecanisme de partida.
El sistema d'excitació genera un camp magnètic alimentant corrent directa als voltants del rotor.
Aquest camp es sincronitza amb el camp magnètic rotatori del estator, permetent al motor funcionar a la velocitat síncrona.
Els motors síncrons, per altra banda, depenen del sistema d'excitació per proporcionar el camp magnètic necessari per a la sincronització amb el camp del estator.
Hi ha dos tipus:
Sistemes d'excitació DC – que utilitzen corrent directa per alimentar el rotor, i
Sistemes d'excitació de magnet permanent – que utilitzen magnets permanents en el rotor per generar el camp magnètic.
Regulant la corrent d'excitació, els motors síncrons poden modificar el seu factor de potència.
El factor de potència del motor es pot millorar o corregir canviant l'excitació.
La bobina d'amortiguent ajuda el motor a iniciar-se permetent un cert lliscament inicial abans d'assolir la velocitat síncrona.
També ajuda a la estabilitat del motor en cas de fluctuacions inesperades de càrrega.
Els motors síncrons normalment funcionen a velocitats síncrones i no són la millor solució per a aplicacions que requereixen gran parell a baixa velocitat, llevat que s'utilitzin engranatges addicionals (o) modificacions.
En els motors síncrons, la regulació de la velocitat sovint implica gestionar l'excitació (o) modificar la freqüència de l'alimentació elèctrica mitjançant conversors de freqüència variable (VFD).
Els motors síncrons de reluctància utilitzen el principi del torque de reluctància i presenten una forma simplificada del rotor sense voltants ni magnets. En comparació amb els motors síncrons normals, tenen el potencial d'una major eficiència i una construcció més simple.
Gràcies a la seva capacitat per mantenir la sincronització amb la font d'alimentació, els motors síncrons que funcionen a una velocitat superior a la síncrona poden actuar com a generadors, transformant l'energia mecànica en energia elèctrica.
La fórmula de RPM per a la velocitat síncrona és
Velocitat Síncrona (RPM) = (120 X Freqüència) / Nombre de Pols
Velocitat Síncrona (RPM) = (120 X f)/P
El nombre de pols en un motor síncron està determinat pel disseny i construcció del motor. És una característica fixa que especifica el fabricant.
En aplicacions que requereixen una velocitat constant i una excel·lent eficiència, com
Bombes industrials,
Compressors, ventiladors, i
Cert tipus de maquinària industrial,
els motors síncrons
són elegits.
L'angle de càrrega és la diferència angular entre els camps magnètics del estator i el rotor.
L'ajust adequat de l'angle de càrrega és crucial per a la eficiència i la sincronització del motor.
Els motors síncrons, coneguts com a condensadors síncrons, poden funcionar en mode de conducció mentre també generen energia elèctrica a la xarxa com a generadors en determinades condicions.
Per reduir la caceria o la instabilitat en els motors síncrons, es fan servir diversos sistemes de control i tecnologies d'estabilització, com
Reguladors Automàtics de Tensió (AVRs) &
Estabilitzadors de Sistemes Elèctrics (PSSs),
es fan servir.