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Smotores síncronos representam o máximo em precisão, eficiência e adaptabilidade dentro do reino dos equipamentos eletromecânicos. Devido à sua operação em sincronismo, tais motores tornaram-se indispensáveis em muitas indústrias devido ao seu controle de velocidade estável. Isso os torna insubstituíveis quando confiabilidade e desempenho são as principais preocupações. Neste guia abrangente, fazemos uma jornada esclarecedora no mundo multifacetado dos motores síncronos, aprofundando-nos em suas diversas variações e propriedades intrínsecas. Seja você um profissional da indústria procurando aprofundar sua experiência ou um entusiasta ansioso para entender as complexidades da tecnologia de motores, este artigo irá, com sorte, fornecer a você uma visão abrangente do mundo dos motores síncronos.
Motores síncronos são a personificação da variedade. Cada uma das variações é adaptada a diferentes requisitos operacionais. Dos motores de relutância síncronos sóbrios aos complicados motores síncronos de ímã permanente, a gama de opções disponíveis destaca a adaptabilidade dessas máquinas em uma série de aplicações. Ao entender as características específicas e peculiaridades operacionais de cada tipo de motor, tentaremos fornecer a você uma visão sutil de suas capacidades, o que o ajudaria a julgar a melhor opção para atender à sua aplicação industrial ou comercial específica.
Com precisão incomparável na regulação de velocidade, alto torque de saída e facilidade de integração com VFDs, os motores síncronos estão na vanguarda dos desenvolvimentos que impulsionam a inovação, desde energia renovável até engenharia aeroespacial.
O que é um motor síncrono?
Motores elétricos representam um dispositivo eletromecânico no qual a energia elétrica é transformada em energia mecânica. De acordo com o tipo de entrada, eles são divididos em motores monofásicos e trifásicos. Os tipos de motores trifásicos mais gerais são motores síncronos e motores de indução. Em um caso em que condutores elétricos trifásicos são colocados em posições geométricas específicas, ou seja, em algum ângulo um do outro, um campo elétrico é criado. A rotação do campo magnético rotativo é realizada com alguma velocidade que é chamada de velocidade síncrona.
Se um eletroímã estiver neste campo magnético rotativo, o eletroímã é magneticamente bloqueado com o campo rotativo e gira na mesma velocidade que o campo rotativo. Portanto, chamamos esse tipo de motor de motor síncrono por causa da mesma velocidade do rotor do motor que o campo magnético rotativo.
A característica mais valiosa de um motor síncrono é que ele funciona a uma velocidade constante sob todas as condições de carga, desde que esta última não exceda a capacidade total do motor. Essa característica de funcionar a uma velocidade constante é explicada pelo fato de que o rotor é magneticamente bloqueado com o campo magnético rotativo do estator.
A estrutura geral do motor síncrono
Em motores síncronos, use um rotor de polo saliente. O termo “polo saliente” significa que os polos magnéticos do rotor se projetam em direção aos enrolamentos da armadura. O rotor de um motor síncrono é feito de chapas de aço laminadas. Mas por que os rotores usam chapas de aço? As laminações reduzem as perdas por correntes parasitas que ocorrem nos enrolamentos do transformador. Os rotores de polo saliente são mais usados no projeto de motores de média e baixa velocidade. Para fornecer alta velocidade, os motores são feitos com rotores cilíndricos.
Tipos de motores síncronos
Agora que todos nós estamos bem familiarizados com motores síncronos, é melhor ir direto ao ponto. Motores síncronos, com base no método de magnetização do rotor, podem ser classificados em dois tipos.
1) Motor síncrono não excitado
Neste tipo, o rotor é de aço de alta retenção, como aço cobalto. O rotor em velocidade síncrona gira com o campo magnético rotativo do estator. Portanto, ele tem um campo magnético quase constante passando por ele. Como o estator interage com o campo do rotor, ele se torna um eletroímã e tem um polo norte e sul interagindo com os polos de campo do estator, então o rotor se move.
Este tipo de motor síncrono possui três categorias e está disponível em três modelos com características exclusivas:
Motor síncrono de histerese
Motor síncrono de relutância
Motor síncrono de ímã permanente
1.A) Motor síncrono de histerese
Motores de histerese são motores monofásicos. Seu rotor compreende um material ferromagnético. O rotor tem características de alta perda de histerese. Eles são feitos de cromo, aço cobalto ou alnico. Eles são autoinicializáveis e não requerem enrolamentos adicionais. Isso significa que, uma vez magnetizados em uma determinada direção, resulta um loop de histerese mais amplo; um grande campo magnético reverso é necessário para reverter a magnetização.
1.B) Motor síncrono de relutância
O segundo design de motores síncronos não excitados é a relutância. Um pedaço de ferro que está girando para completar o caminho do fluxo magnético sempre fornece resistência magnética mínima. Quando os polos estão alinhados com o campo magnético do estator, a relutância aumenta com o ângulo entre os polos. Isso desenvolve um torque que puxa o rotor para o alinhamento com os polos próximos ao campo magnético do estator. Os polos do rotor são enrolamentos típicos de gaiola de esquilo incorporados para fornecer torque abaixo da velocidade síncrona para dar partida no motor.
1.C) Motor síncrono de ímã permanente
Motores de ímã permanente incluem ímãs permanentes dentro de um rotor de aço para fornecer um fluxo magnético constante. Quando o motor atinge velocidade síncrona, o rotor fica travado. O estator carrega enrolamentos que são conectados a uma fonte de CA. Um campo magnético rotativo pode ser alcançado. Em aspectos de construção e operação, esses motores são semelhantes aos motores CC sem escovas.
2) Motor síncrono de excitação DC
Os enrolamentos do estator e do rotor estão presentes. Motores DC-excitados síncronos requerem excitação DC no rotor para fornecer um campo magnético. A alimentação DC pode ser por meio de uma fonte DC separada ou de um gerador DC montado no eixo do motor.
Quais são os usos dos motores síncronos?
Motores síncronos encontram amplas aplicações em indústrias e usos comerciais devido a algumas de suas características e vantagens únicas. Seus usos comuns são os seguintes:
-Geração de energia:
Geradores síncronos em usinas de energia são normalmente empregados para gerar energia elétrica a partir de energia mecânica. Um motor síncrono funciona como um motor primário para o gerador síncrono. Geradores síncronos são muito eficientes e podem lidar com controle de voltagem preciso com operação bastante estável sob várias cargas. Portanto, eles são considerados ideais para aplicações de geração de energia.
-Manufaturação industrial:
Nesses aspectos, os motores síncronos têm uma ampla aplicação em compressores, bombas e ventiladores de equipamentos de fabricação, que precisam de controle exato de velocidade e alto torque. Além disso, os motores síncronos aumentam a confiabilidade e reduzem a frequência de manutenção, tornando-os uma escolha bastante atraente para a fabricação industrial.
Quais são os usos dos motores síncronos?
Motores síncronos têm amplas aplicações industriais, comerciais e de produtos de consumo. Essas características particulares dos motores síncronos os tornaram altamente atraentes em uma ampla variedade de aplicações, desde geração de energia até equipamentos médicos, devido à exigência de controle preciso de velocidade, juntamente com alta eficiência e baixa manutenção. Com mais desenvolvimentos de motores, os motores síncronos desempenharão um papel significativo no atendimento aos requisitos relacionados às necessidades de energia e desempenho para várias indústrias.
Em poucas palavras, motores síncronos são máquinas poderosas que revolucionaram a face das indústrias e aplicações comerciais. Como resultado de sua alta precisão, eficiência e flexibilidade, os motores síncronos se tornaram indispensáveis em inúmeras indústrias. Este guia foi criado para lhe dar uma compreensão abrangente das capacidades e benefícios dos motores síncronos, fornecendo uma visão geral dos tipos de motores síncronos e suas aplicações. À medida que avançamos nos reinos da inovação tecnológica, os motores síncronos permanecerão na vanguarda desta jornada de transformação, impulsionando o progresso em todas as indústrias.
