O motor síncrono é um tipo de motor de corrente alternada. A velocidade de rotação (velocidade de sincronismo) é constante e está sincronizada com a frequência da tensão elétrica à qual está conectado e o número de pares de pólos do motor.
Normalmente, são motores trifásicos, mas os motores síncronos de pequena potência costumam ser alimentados pela tensão monofásica comum disponível nas residências. O motor síncrono também é chamado de motor vetorial ou motor Rowan.
Como todos os motores elétricos, o objetivo do motor síncrono é transformar energia elétrica em energia mecânica.
A mesma máquina elétrica que funciona como motor síncrono também pode ser utilizada como gerador elétrico, neste caso é chamada de alternador. A maioria dos geradores elétricos é, de fato, desse tipo.
Os motores síncronos são assim chamados porque as velocidades do estator e do rotor são as mesmas.
Os motores síncronos são usados em máquinas grandes que possuem uma carga variável e requerem velocidade constante do rotor.
O que é um motor síncrono?
O motor síncrono é composto pelo rotor e pelo estator.
O rotor é a parte rotativa integrante do eixo, no qual existem vários pólos magnéticos de polaridade alternada criados por ímãs permanentes ou eletroímãs. Os eletroímãs são alimentados por corrente contínua (chamada corrente de excitação).
No estator nos enrolamentos do circuito de potência estão presentes. As peças polares do estator criam um campo magnético giratório. O campo magnético do estator aciona as peças polares do rotor.
A expressão matemática que relaciona a velocidade da máquina com os parâmetros mencionados é:
Onde:
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f: frequência da rede elétrica à qual a máquina está conectada (Hz)
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P: Número de pares de pólos que a máquina possui
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p: Número de revoluções por minuto do eixo.
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n: velocidade de sincronização da máquina (revoluções por minuto)
Por exemplo, se você tiver uma máquina de quatro pólos (2 pares de pólos) conectada a uma corrente elétrica de 50 Hz, o rotor gira a 1.500 rpm.
Como você inicia um motor síncrono?
A partida desse tipo de motor é relativamente complexa porque tem uma curva de torque de impulso centrada na frequência da corrente de alimentação do estator. Isso significa que o rotor tem um torque de arrasto única e exclusivamente se girar na mesma frequência que a corrente alternada do estator.
Portanto, quando o motor pára, a aplicação da tensão alternada não pode fazer o motor partir, pois o rotor está com torque zero. Para isso, o motor é inicialmente levado à velocidade de rotação final por um motor assíncrono. Então, depois de desconectado este último, a tensão de alimentação é conectada na mesma frequência de rotação alcançada e, posteriormente, a carga mecânica do usuário é inserida.
Além de possuir fisicamente 2 motores em paralelo, isso também pode ser conseguido com motores síncronos feitos expressamente para este fim e depois comutados para o modo síncrono.
Nos últimos anos, o uso de eletrônica de potência simplificou drasticamente o comissionamento.
Assim, partindo da frequência zero e fazendo-a crescer muito gradativamente, é continuamente acionado um torque capaz de acelerar o motor a partir da paralisação.
Qual é a diferença entre motor síncrono e motor assíncrono?
Comparado com um motor assíncrono (ou motor de indução), o motor síncrono não é capaz de se adaptar a variações significativas no torque de resistência.
Na verdade, se uma vez em velocidade total a rotação for freada ou acelerada além de um certo limite, uma série de oscilações são acionadas que fazem o motor travar e podem causar fortes sobrecorrentes que podem danificar o motor. Além disso, deve ser fornecida proteção contra sobrecorrente.
Como frear um motor síncrono trifásico?
Como regra geral, a velocidade desejada deste tipo de motor é realizada por meio de um reostato.
O motor síncrono quando atingir o torque crítico irá parar, esta não é a forma mais ortodoxa de fazê-lo. O torque crítico é alcançado quando a carga atribuída ao motor excede o torque do motor.
Porém, a melhor maneira de fazer isso é variar a carga até que a corrente absorvida da rede seja a mais baixa possível, então desconectamos o motor. Outra forma de o fazer, e mais comum, é regular o reóstato, para variarmos a intensidade e podermos desligar o motor sem qualquer risco.