El motor síncron és un tipus de motor de corrent altern. La velocitat de gir (velocitat de sincronisme) és constant i està sincronitzada amb la freqüència de la tensió elèctrica a la qual està connectat i el nombre de parells de pols de l'motor.
En general, aquests són motors trifàsics, però els motors síncrons de petita potència sovint s'alimenten amb el voltatge monofásico comú disponible a les llars. El motor síncron també es diu motor vectorial o motor Rowan.
A l'igual que tots els motors elèctrics, el propòsit de l'motor síncron és transformar l'energia elèctrica en energia mecànica.
La mateixa màquina elèctrica que funciona com a motor síncron també es pot utilitzar com a generador elèctric, i en aquest cas es diu alternador. La majoria dels generadors elèctrics són de fet d'aquest tipus.
Els motors sincrònics s'anomenen així perquè la velocitat de l'estator i el rotor són les mateixes.
Els motors sincrònics s'utilitzen en màquines grans que tenen una càrrega variable i requereixen velocitat de l'rotor constant.
En què consisteix un motor síncron?
El motor síncron està format pel rotor i l'estator.
El rotor és la part giratòria integral amb l'eix en què hi ha diversos pols magnètics de polaritat alterna creats per imants permanents o electroimants. Els electroimants estan alimentats per corrent continu (anomenada corrent d'excitació).
En l'estator en són presents els debanaments de l'circuit d'alimentació. Les peces polars de l'estator creen un camp magnètic giratori. El camp magnètic de l'estator impulsa les peces polars de l'rotor.
L'expressió matemàtica que relaciona la velocitat de la màquina amb els paràmetres esmentats és:
on:
-
f: frecuencia de la red eléctrica a la que está conectada la máquina ( Hz )
-
P: Número de pares de polos que tiene la máquina
-
p: Nombre de revolucions per minut de l'eix.
-
n: velocitat de sincronització de la màquina (revolucions per minut)
Per exemple, si teniu una màquina de quatre pols (2 parells de pols) connectada a un corrent elèctric de 50 Hz, el rotor gira a 1.500 rpm.
Com s'arrenca un motor síncron?
L'arrencada d'aquest tipus de motor és relativament complex perquè té una corba de parell impulsiu centrada en la freqüència del corrent d'alimentació de l'estator. Això vol dir que el rotor té un parell d'arrossegament únicament i exclusivament si gira a la mateixa freqüència que el corrent altern de l'estator.
Per tant, quan el motor s'atura, l'aplicació de la tensió alterna no pot fer que el motor arrencada perquè el rotor té parell zero. Per a això, el motor es porta inicialment a la velocitat de rotació final mitjançant un motor asíncron. Després, després d'haver desconnectat aquest últim, es connecta la tensió d'alimentació a la mateixa freqüència de rotació assolida i, posteriorment, s'insereix la càrrega mecànica de l'usuari.
A més de tenir físicament 2 motors en paral·lel, això també es pot aconseguir amb motors síncrons fabricats expressament per a aquest propòsit i després canviar a la manera síncron.
En els últims anys, l'ús de l'electrònica de potència ha simplificat dràsticament la posada en marxa.
Així, partint de la freqüència zero i fent-la créixer molt de mica en mica, s'activa contínuament un parell que és capaç d'accelerar el motor des d'aturat.
Quina és la diferència entre el motor síncron i el motor asíncron?
Comparat amb un motor asíncron (o motor d'inducció), el motor síncron no és capaç d'adaptar-se a variacions significatives de el parell resistent.
De fet, si un cop a tota velocitat la rotació es frena o s'accelera més enllà de cert límit, es disparen un seguit d'oscil·lacions que provoquen el bloqueig de l'motor i poden provocar fortes sobrecorrents que poden danyar el motor. A més, s'ha de proporcionar protecció contra sobrecorrent.
Com frenar un motor síncron trifàsic?
Com a regla general, la velocitat desitjada d'aquest tipus de motor es realitza per mitjà d'un reòstat.
El motor síncron quan arribi el parell crític s'aturarà, aquesta no és la forma més ortodoxa de fer-ho. El parell crític s'aconsegueix quan la càrrega assignada a l'motor excedeix el parell motor.
No obstant això, la millor manera de fer-ho és variar la càrrega fins que la intensitat absorbida de la xarxa sigui el menys possible, després desconnectem el motor. Una altra forma de fer-ho, i més comunament, és regular el reòstat, de manera que variem la intensitat i podem desconnectar el motor sense cap risc.