¿Con respecto a una declaración dada en mi libro de texto 'Máquinas eléctricas' sobre máquinas síncronas?

Bueno, no se puede negar que hay una fuerza entre el rotor y el estator. Es exactamente la misma fuerza entre dos imanes permanentes fijos. Son fijos pero si se sueltan chocan entre sí. Esto no puede suceder en un motor porque el rotor está limitado radialmente. ¿Existe también el par? Sí, lo hace - para superar el viento y la fricción que exhibe el rotor. Ese es el escenario sin carga y claramente existe un aumento en el par cuando se aplica una carga mecánica.

También es interesante observar que si el rotor no tuviera pérdidas mecánicas, el campo magnético giratorio coincidiría físicamente con el centro exacto del polo del rotor alineado con él. A medida que se aplica la carga, se convierte en una desalineación que inevitablemente produce una gran fuerza entre el rotor y el campo giratorio. Tal vez esta es una explicación más satisfactoria?

Para una máquina asíncrona, necesita un movimiento relativo entre el estator y el rotor porque así es como se induce la corriente en el rotor. Si tiene una velocidad relativa de cero entre los 2, entonces no se induce corriente en el rotor y entonces no habrá campo magnético en el rotor.

Sin embargo, para las máquinas síncronas, el campo del rotor no es inducido por el campo del estator, sino que está separado de él (debido a un bobinado excitado por separado o imanes permanentes). Entonces, si el rotor tiene su propio campo magnético que no depende del estator, entonces el objetivo (generalmente) es mantener esos campos separados por un ángulo constante que maximice el par (generalmente 90 grados).

El libro no distingue entre motor y generador porque una máquina síncrona se comportará como cualquiera. Si aplica una carga al eje, oponiéndose a la dirección de rotación, actuará como un motor, extrayendo energía de la línea. Por el contrario, si aplica un par de torsión en la dirección de rotación, como si intentara acelerar el eje, se comportará como un generador; El poder fluirá de la máquina a la línea.

Si tuviera que tomar un motor síncrono, desconectado de la línea (el campo excitado, si no es un imán permanente) y girar el eje, observará un voltaje de CA en los terminales. Esto es el resultado de que el campo del rotor se mueve más allá de los devanados del estator: la ley de Faraday. Este voltaje se conoce como back emf del motor. El motor es un generador. Esta tensión se genera siempre que el motor está girando, en particular, cuando está conectado a la línea y funciona normalmente.

Supongamos que su motor está funcionando sin carga. En este escenario, el campo del rotor se alinea con el campo del estator giratorio en una posición tal que el voltaje de la línea, la caída de voltaje en el estator y la emf posterior inducida en el estator están en equilibrio. Ahora aplica un par de carga al eje. Este par adicional provoca un pequeño desplazamiento en la alineación del rotor-estator, de modo que la fem invertida inducida ahora se está retrasando un poco. Esto desequilibra el voltaje del estator, causando que fluya una corriente (que produce par). Esta corriente adicional devuelve el equilibrio a los voltajes del estator, y la máquina se asienta en una operación estable con un nuevo desplazamiento del rotor. El funcionamiento del generador es idéntico, excepto que el par, el desplazamiento y la corriente están en la dirección opuesta.