Como os motores de indução são diferentes dos motores síncronos?

Neste artigo, veremos as principais diferenças entre motores elétricos síncronos e motores de indução para que qualquer pessoa que leia estas linhas possa entender claramente essas diferenças.

Motores assíncronos são mais difundidos hoje, mas em algumas situações os motores síncronos são mais adequados, mais eficazes para resolver problemas industriais e de produção específicos, isso será discutido a seguir.

Primeiro, vamos lembrar o que é um motor elétrico. motor elétrico é chamada de máquina elétrica, destinada a converter energia elétrica em energia mecânica de rotação do rotor e serve de acionamento para algum mecanismo, por exemplo, para acionar um guindaste ou uma bomba.

Na escola, todos foram informados e mostrados como dois ímãs se repelem dos pólos de mesmo nome e dos pólos opostos - eles se atraem. isto imãs permanentes… Mas também existem ímãs variáveis. Todos se lembram de um desenho com uma moldura condutora localizada entre os pólos de um imã permanente em forma de ferradura.

Um quadro localizado horizontalmente, se uma corrente contínua fluir através dele, se tornará o campo magnético de um ímã permanente sob a ação de um par de forças (força de ampère) até atingir o equilíbrio vertical.

Se uma corrente contínua for passada através do quadro na direção oposta, o quadro irá girar ainda mais. Como resultado de tal alimentação alternada do quadro com corrente contínua em uma direção ou outra, uma rotação contínua do quadro é alcançada. O quadro aqui é um análogo de um ímã variável.

O exemplo acima com uma estrutura rotativa em sua forma mais simples demonstra o princípio de funcionamento de um motor elétrico síncrono. Cada motor síncrono do rotor possui enrolamentos de campo que são fornecidos com corrente contínua que forma o campo magnético do rotor. O estator de um motor elétrico síncrono contém um enrolamento do estator que forma o campo magnético do estator.

Quando a corrente alternada é aplicada ao enrolamento do estator, o rotor girará em uma frequência correspondente à frequência da corrente no enrolamento do estator. A velocidade do rotor será síncrona com a frequência da corrente do enrolamento do estator, razão pela qual esse motor elétrico é chamado de síncrono. O campo magnético do rotor é gerado pela corrente, não induzido pelo campo do estator, de modo que o motor síncrono é capaz de manter a velocidade nominal síncrona independentemente da potência de carga, é claro, dentro de limites razoáveis.

Um motor de indução, por sua vez, difere de um motor síncrono. Se recordarmos a imagem no quadro e o quadro estiver simplesmente em curto-circuito, à medida que o ímã gira em torno do quadro, a corrente induzida no quadro criará um campo magnético no quadro e o quadro tentará alcançar o magnético.

A velocidade do quadro sob carga mecânica será sempre menor que a velocidade do ímã e, portanto, a frequência não será síncrona. Este exemplo simples demonstra como funciona um motor de indução.

Em um motor elétrico assíncrono, o campo magnético rotativo é formado por uma corrente alternada do enrolamento do estator localizado em seus canais. O rotor de um motor de indução típico não possui enrolamentos propriamente ditos, mas sim barras em curto-circuito (rotor esquilo), esse rotor é chamado de rotor esquilo. Existem também motores de indução de rotor de fase, onde o rotor contém enrolamentos, cuja resistência e corrente podem ser controladas por um reostato.

Então, qual é a principal diferença entre motor de indução e motor síncrono? Externamente, eles são semelhantes, às vezes até um especialista não distingue um motor elétrico síncrono de um assíncrono por características externas. A principal diferença está no design dos rotores. O rotor do motor de indução não é alimentado com corrente e os pólos nele são induzidos pelo campo magnético do estator.

O rotor de um motor síncrono tem um enrolamento de campo acionado independentemente. Os estatores de um motor síncrono e assíncrono são dispostos da mesma maneira, a função em cada caso é a mesma - criar um campo magnético rotativo no estator.

A velocidade de um motor de indução sob carga sempre fica atrás da rotação do campo magnético do estator pela quantidade de escorregamento, enquanto a velocidade do motor síncrono é igual em frequência à "revolução" do campo magnético do estator, portanto, se o a velocidade deve ser constante sob cargas diferentes , é preferível escolher um motor síncrono, por exemplo em A unidade de guilhotina é mais adequada para sua tarefa por um motor síncrono potente.

O campo de aplicação dos motores assíncronos hoje é muito amplo. São todos os tipos de máquinas, transportadores, ventiladores, bombas – todos aqueles equipamentos onde a carga é relativamente estável ou a redução na velocidade da carga não é crítica para o processo de trabalho.

Alguns compressores e bombas requerem velocidade constante em qualquer carga; motores síncronos são instalados em tais equipamentos.

Os motores síncronos são mais caros de fabricar do que os motores assíncronos; portanto, se houver uma escolha e uma ligeira redução na velocidade sob carga não for crítica, eles adquirem um motor assíncrono.

Os motores elétricos síncronos são amplamente utilizados em acionamentos elétricos que não requerem controle de velocidade. Em comparação com os motores assíncronos, eles apresentam várias vantagens:

• maior eficiência;

• a possibilidade de produzir motores com baixa rotação, o que permite abandonar as marchas intermediárias entre o motor e a máquina de trabalho;

• a velocidade do motor não depende da carga do eixo;

• a possibilidade de usar potência reativa como dispositivos de compensação.

Motores elétricos síncronos podem ser consumidores e geradores potência reativa... A natureza e o valor da potência reativa de um motor síncrono dependem da magnitude da corrente no enrolamento de campo. A dependência da corrente no enrolamento que fornece tensão à rede elétrica em relação à corrente de excitação é chamada de característica em forma de U de um motor síncrono. Com 100% de carga no eixo do motor, sua cosseno fi é igual a 1. Neste caso, o motor elétrico não consome potência reativa da rede elétrica. Nesse caso, a corrente no enrolamento do estator tem um valor mínimo.