Motores Sincronos

Instituto de Cultura Técnica

Instrumentação Industrial

Eletricidade

Motores Elétricos de Corrente Alternada Síncronos

INS II, 2013

MOTORES SÍNCRONOS

O termo SÍNCRONO tem sua origem no Grego, onde o prefixo SIN significa “com” e CRONOS é uma palavra que denota “tempo”. Um motor síncrono literalmente opera “em tempo com” ou “em sincronismo com” o sistema de alimentação. Os motores síncronos estão sendo utilizados com maior frequência pelas indústrias, devido ao fato de possuírem características especiais de funcionamento. O alto rendimento e o fato de poderem trabalhar como compensador síncrono para corrigir o fator de potência da rede, se destacam como os principais motivos que resultam na escolha dos MOTORES SÍNCRONOS para acionamento de diversos tipos de cargas. Altos torques, velocidade constante nas variações de carga e baixo custo de manutenção, também são características especiais de funcionamento que proporcionam inúmeras vantagens econômicas e operacionais ao usuário.

Princípio de Funcionamento:

Funciona com velocidade constante; utiliza-se de um induzido que possui um campo constante pré-definido e, com isso, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo campo girante. É geralmente utilizado quando se necessita de velocidades estáveis sob a ação de cargas variáveis. Também pode ser utilizado quando se requer grande potência, com torque constante.

Ao operar o Motor síncrono, a energia elétrica é fornecida à máquina pela aplicação de tensões alternadas trifásicas aos terminais dos enrolamentos do estator, além disso, os enrolamentos de campo do rotor são alimentados por uma fonte de tensão contínua.

Na figura 1 está indicado a forma de onda de um sistema trifásico equilibrado constituido por três conjuntos de bobinas dispostas simetricamente no espaço formando um ângulo de 120º.

Figura1

Como as tensões aplicadas aos enrolamentos do estator são alternadas e trifásicas, circulará nos mesmos, uma corrente alternada de mesma frequência que a tensão, essa corrente produzirá campos magnéticos também alternados que variam no tempo. Além disso, devido a disposição espacial dos enrolamentos no estator, esses campos magnéticos variantes no tempo também irão circular pelo estator, de forma que o campo magnético resultante irá rodar em torno da circunferência do estator com velocidade angular proporcional à frequência da tensão alternada aplicada nos enrolamentos.

A figura 2 está representando o enrolamento de um motor trifásico. Se este enrolamento for alimentado por um sistema trifásico, as correntes I1, I2 e I3 criarão, do mesmo modo, os seus próprios campos magnéticos H1, H2 e H3. Estes campos são espaçados entre si de 120º. Além disso, como são proporcionais às respectivas correntes, serão defasados no tempo, também de 120º entre si. O campo total H resultante, a cada instante, será igual à soma gráfica dos três campos H1, H2 e H3 naquele instante.

Figura2

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Assim, quando um dos pólos do campo magnético gerado pelo enrolamento de campo do rotor interagir com o campo girante resultante do estator, tentará alinhar-se com o pólo de sinal oposto, e como o pólo do campo girante do estator está a girar, surgirá no rotor um binário de forças que gerarão um torque de forma que o rotor gire e mantenha os campos do enrolamento de campo do rotor e o campo girante do estator alinhados. Com o surgimento do torque, o rotor girará seguindo o sentido e velocidade do campo girante do estator, logo, a velocidade angular do motor síncrono estará sincronizada com a frequência da tensão alternada aplicada