O que é rotação síncrona

A velocidade do rotor na qual ele opera motor assíncrono, depende da frequência da tensão de alimentação, da potência da carga atual no eixo e do número de polos eletromagnéticos do motor em questão. Essa velocidade real (ou frequência de operação) é sempre menor que a chamada frequência síncrona, que é determinada apenas pelos parâmetros da fonte de alimentação e pelo número de polos do enrolamento do estator desse motor assíncrono.

Portanto, a velocidade síncrona do motorI am Se a frequência de rotação do campo magnético do enrolamento do estator está na frequência nominal da tensão de alimentação e difere ligeiramente da frequência operacional. Como resultado, o número de rotações por minuto sob carga é sempre menor do que as chamadas rotações síncronas.

A figura mostra como a frequência de rotação síncrona para um motor de indução com um ou outro número de pólos do estator depende da frequência da tensão de alimentação: quanto maior a frequência, maior a velocidade angular de rotação do campo magnético. Por exemplo, em drives de frequência variável alterando a frequência da tensão de alimentação alterando a frequência síncrona do motor. Isso também altera a velocidade de operação do rotor do motor sob carga.

Normalmente, o enrolamento do estator de um motor de indução é alimentado com corrente alternada trifásica, que cria um campo magnético rotativo. E quanto mais pares de pólos - menor a frequência de rotação síncrona - a frequência de rotação do campo magnético do estator.

A maioria dos motores assíncronos modernos possui de 1 a 3 pares de polos magnéticos, em casos raros 4, pois quanto mais polos, menor a eficiência do motor assíncrono. No entanto, com menos pólos, a velocidade do rotor pode ser alterada muito, muito suavemente, alterando a frequência da tensão de alimentação.

Conforme observado acima, a frequência operacional real de um motor de indução difere de sua frequência síncrona. Por que isso está acontecendo? Quando o rotor gira a uma frequência menor que a síncrona, os fios do rotor cruzam o campo magnético do estator a uma certa velocidade e uma EMF é induzida neles. Este EMF cria correntes nos condutores do rotor fechado, como resultado dessas correntes interagem com o campo magnético rotativo do estator e ocorre um torque - o rotor é puxado pelo campo magnético do estator.

Se o torque tiver um valor suficiente para superar as forças de atrito, o rotor começa a girar até que o torque eletromagnético seja igual ao torque de frenagem criado pela carga, forças de atrito etc.

Nesse caso, o rotor fica atrás do campo magnético do estator o tempo todo, a frequência de operação não pode atingir a frequência síncrona, porque se isso acontecer, o EMF deixará de ser induzido nos fios do rotor e o torque simplesmente não aparecerá. Como resultado, para o modo do motor, o valor "slip" (deslizamento s, via de regra, é de 2 a 8%), em relação ao qual também é verdadeira a seguinte desigualdade do motor:

Mas se o rotor do mesmo motor assíncrono for girado com a ajuda de algum acionamento externo, por exemplo, um motor de combustão interna, a uma velocidade tal que a velocidade do rotor exceda a frequência síncrona, então a fem nos fios do rotor e a corrente ativa neles adquirirá uma certa direção e o motor de indução se tornará gerador.

O momento eletromagnético total acaba sendo retardado, o escorregamento s torna-se negativo, mas para que o modo gerador se manifeste é necessário alimentar o motor de indução com potência reativa, o que criaria um campo magnético no estator. No momento de iniciar tal máquina no modo gerador, a indução residual do rotor e os capacitores que estão conectados às três fases do enrolamento do estator que alimentam a carga ativa podem ser suficientes.