Motor síncrono frente a motor de inducción
Tanto los motores de inducción como los motores síncronos son motores de CA que se utilizan para convertir energía eléctrica en energía mecánica.
Más sobre motores de inducción
Basados en los principios de la inducción electromagnética, los primeros motores de inducción fueron inventados por Nikola Tesla (en 1883) y Galileo Ferraris (en 1885), de forma independiente. Debido a su construcción simple, uso resistente y bajos costos de construcción y mantenimiento, los motores de inducción fueron la elección sobre muchos otros motores de CA para equipos y maquinaria pesados.
La construcción y el montaje del motor de inducción son sencillos. Las dos partes principales del motor de inducción son el estator y el rotor. El estator en el motor de inducción es una serie de polos magnéticos concéntricos (generalmente electroimanes), y el rotor es una serie de devanados cerrados o varillas de aluminio dispuestas de manera similar a una jaula de ardilla, de ahí el nombre de rotor de jaula de ardilla. El eje para entregar el par producido es a través del eje del rotor. El rotor se coloca dentro de la cavidad cilíndrica del estator, pero no se conecta eléctricamente a ningún circuito externo. No se utilizan conmutadores ni escobillas ni ningún otro mecanismo de conexión para suministrar corriente al rotor.
Como cualquier motor, utiliza fuerzas magnéticas para hacer girar el rotor. Las conexiones en las bobinas del estator están dispuestas de manera que se generan polos opuestos en el lado exactamente opuesto de las bobinas del estator. En la fase de puesta en marcha, los polos magnéticos se crean de forma periódicamente cambiante a lo largo del perímetro. Esto crea un cambio en el flujo a través de los devanados del rotor e induce una corriente. Esta corriente inducida genera un campo magnético en los devanados del rotor, y la interacción entre el campo del estator y el campo inducido impulsa el motor.
Los motores de inducción están hechos para operar tanto en corrientes monofásicas como polifásicas, estas últimas para máquinas de trabajo pesado que requieren un gran par. La velocidad de los motores de inducción se puede controlar utilizando el número de polos magnéticos en el polo del estator o regulando la frecuencia de la fuente de alimentación de entrada. El deslizamiento, que es una medida para determinar el par del motor, da una indicación de la eficiencia del motor. Los devanados del rotor en cortocircuito tienen una resistencia pequeña, lo que da como resultado una gran corriente inducida por un pequeño deslizamiento en el rotor; por lo tanto, produce un gran torque.
En las condiciones de carga máximas posibles, el deslizamiento de los motores pequeños es del 4 al 6 % y del 1,5 al 2 % para los motores grandes, por lo que se considera que los motores de inducción tienen regulación de velocidad y se consideran motores de velocidad constante. Sin embargo, la velocidad de rotación del rotor es más lenta que la frecuencia de la fuente de alimentación de entrada.
Más sobre el motor síncrono
El motor síncrono es el otro tipo principal de motor de CA. El motor síncrono está diseñado para operar sin ninguna diferencia en la velocidad de rotación del eje y la frecuencia de la fuente de corriente CA; el período de rotación es un múltiplo entero de los ciclos AC.
Hay tres tipos principales de motores síncronos; motores de imanes permanentes, motores de histéresis y motores de reluctancia. Los imanes permanentes hechos de neodimio-boro-hierro, samario-cob alto o ferrita se utilizan como imanes permanentes en el rotor. Los accionamientos de velocidad variable, en los que el estator se alimenta de un voltaje variable de frecuencia variable, es la aplicación principal de los motores de imanes permanentes. Se utilizan en dispositivos que necesitan un control preciso de la velocidad y la posición.
Los motores de histéresis tienen un rotor cilíndrico sólido y liso, que está fundido con acero al cob alto "duro" magnético de alta coercitividad. Este material tiene un ciclo de histéresis amplio, es decir, una vez que se magnetiza en una dirección determinada, requiere un gran campo magnético inverso en la dirección opuesta para invertir la magnetización. Como resultado, el motor de histéresis tiene un ángulo de retraso δ, que es independiente de la velocidad; desarrolla un par constante desde el arranque hasta la velocidad síncrona. Por lo tanto, es de arranque automático y no necesita bobinado de inducción para arrancar.
Motor de inducción frente a motor síncrono
• Los motores síncronos funcionan a velocidad síncrona (RPM=120f/p) mientras que los motores de inducción funcionan a una velocidad inferior a la síncrona (RPM=120f/p – deslizamiento), y el deslizamiento es casi cero con par de carga cero y el deslizamiento aumenta con el par de carga.
• Los motores síncronos requieren corriente continua para crear el campo en los devanados del rotor; No se requiere que los motores de inducción suministren corriente al rotor.
• Los motores síncronos requieren anillos deslizantes y escobillas para conectar el rotor a la fuente de alimentación. Los motores de inducción no requieren anillos colectores.
• Los motores síncronos requieren devanados en el rotor, mientras que los motores de inducción suelen construirse con barras de conducción en el rotor o utilizan devanados en cortocircuito para formar una "jaula de ardilla".
