¿Qué es un Motor Síncrono?
El motor síncrono es un motor que gira de forma precisamente síncrona con respecto a la frecuencia de alimentación. Se caracteriza porque los campos magnéticos del rotor y el estator están sincronizados con precisión y giran a una velocidad constante.
Los motores síncronos giran a una velocidad síncrona y apenas cambian en respuesta a las fluctuaciones de la frecuencia de la fuente de alimentación o de la carga, lo que los hace excelentes a velocidad constante.
Por ejemplo, cuando se alimenta con una fuente de alimentación de 50 Hz, la velocidad síncrona de un motor síncrono de cuatro polos es de 1.500 revoluciones por minuto. También demuestran un alto rendimiento en condiciones estacionarias. Esto se debe a que gira a una velocidad síncrona y tiene bajas pérdidas mecánicas en función de la velocidad de giro. Esto mejora la eficiencia energética y reduce el consumo de energía.
Sin embargo, los motores síncronos son más caros de producir que los motores de inducción estándar. También pueden utilizar imanes permanentes en su interior y, por tanto, son más caros de mantener.
Usos de los Motores Síncronos
Los motores síncronos se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Los siguientes son ejemplos de uso.
1. Industria Manufacturera
Los motores síncronos son adecuados para accionamientos como bombas, ventiladores y compresores utilizados en fábricas y plantas. Estos dispositivos requieren velocidad y par constantes, por lo que las características de velocidad constante y par elevado de los motores síncronos son importantes. Los motores síncronos son también muy eficientes energéticamente debido a su alto rendimiento.
Por lo general, se puede disfrutar de un mayor ahorro de energía cuando se utilizan para equipos que funcionan las 24 horas del día. Se utilizan en bombas industriales de suministro de agua y bombas de agua de mar. También son ideales para soplantes de escape en hornos industriales.
2. Máquinas de Procesamiento
Los motores síncronos también pueden utilizarse en centros de mecanizado. Los centros de mecanizado son máquinas-herramienta como fresadoras y mandrinadoras. Como los centros de mecanizado requieren altas velocidades constantes, pueden utilizarse los motores síncronos para mantener velocidades estables.
Los motores síncronos se utilizan sobre todo para accionar mesas giratorias. Son la mejor opción debido a la velocidad constante que requieren.
3. Vehículos Eléctricos
Se utilizan como motores de accionamiento en algunos vehículos eléctricos. Para los vehículos eléctricos son importantes unas características de alto rendimiento y alto par. Los motores síncronos son adecuados como motores de accionamiento para vehículos eléctricos porque ofrecen velocidad constante, alto rendimiento y densidad de par.
Principio de los Motores Síncronos
Los motores síncronos, al igual que los motores de inducción, constan de un estator, un rotor y una carcasa.
1. Estator
El estator es una pieza fija y consta de varias bobinas colocadas en una disposición específica. Estas bobinas son excitadas por una alimentación trifásica suministrada por una fuente de corriente alterna. Esta excitación genera un campo magnético constante en el estator.
2. Rotor
El rotor es un componente que gira alrededor de un estator, teniendo el rotor un eje central. El rotor suele disponer de imanes y devanados que se magnetizan mediante una corriente continua suministrada por una fuente de alimentación de CC. La interacción de los campos magnéticos del estator y el rotor hace girar el eje de rotación.
3. Carcasa
El estator y el rotor están sólidamente protegidos por una carcasa. Por este motivo, la carcasa suele ser de acero de alta resistencia. La carcasa también se utiliza a menudo para disipar el calor y puede tener aletas adosadas al perímetro de la carcasa para aumentar la superficie.
Tipos de Motores Síncronos
Existen varios tipos de motores síncronos. Los siguientes son ejemplos de algunos tipos.
1. Motor SPM
los motores síncronos con imanes permanentes dispuestos en la superficie del rotor. Los imanes permanentes están montados en el exterior del rotor y giran en sincronización con el campo magnético del estator.
Los motores SPM tienen una alta eficiencia y una alta densidad de par, lo que permite un alto rendimiento con un consumo de energía reducido. Se utilizan ampliamente para accionar vehículos eléctricos, bombas industriales, ventiladores y robots.
2. Motores IPM
Los motores síncronos con imanes permanentes dispuestos en el interior del rotor. Los imanes permanentes están incrustados en el interior del rotor y giran sincronizados con el campo magnético del estator. Los imanes permanentes tienen un bajo riesgo de desprenderse, por lo que pueden utilizarse en condiciones de carga elevada.
3. Motores Síncronos de Tipo Electroimán
Los motores síncronos utilizan una bobina electromagnética en el rotor. La bobina electromagnética se coloca en una ranura del rotor y gira interactuando con el campo magnético del estator. Los motores síncronos de tipo electroimán pueden utilizarse en una amplia gama de velocidades gracias a su control flexible de las propiedades magnéticas.