Escolha do motor primário

Desde a invenção da eletricidade alternada de três fases, acho que os motores primários geralmente são motores elétricos; afinal, motores a diesel são bem mais problemáticos.

Quero dizer, os critérios para escolher entre motores síncronos e motores assíncronos

Escolha entre motor síncrono e motor assíncrono

I. Diferenças no design dos motores síncronos e assíncronos: ① A principal diferença entre motores síncronos e assíncronos está no fato de a velocidade de rotação do rotor ser igual ou não à velocidade do campo magnético gerado pelo estator. Se a velocidade de rotação do rotor for igual à do estator, trata-se de um motor síncrono; caso contrário, é um motor assíncrono. . . ②Quando o número de pólos é constante, existe uma relação estrita entre a velocidade de rotação do motor e sua frequência. Em termos técnicos relacionados a motores, isso é chamado de sincronismo. O motor assíncrono, também conhecido como motor indutivo, é utilizado principalmente como motor elétrico. Durante seu funcionamento, a velocidade de rotação do rotor é sempre menor do que a do motor síncrono. ③O chamado “sincronismo” ocorre quando a corrente que flui pelos enrolamentos do ânodo (estator) gera um campo magnético rotativo no espaço entre eles. A direção e a velocidade de rotação desse campo magnético são as mesmas que as do rotor, portanto, há sincronismo. No caso do motor assíncrono, o campo magnético rotativo possui uma velocidade relativa em relação ao rotor, o que gera torque. II. Por que ocorre a sincronização, e por que não ocorre? As bobinas do estator dos motores síncronos e assíncronos são as mesmas; a principal diferença está na estrutura do rotor. O rotor do motor síncrono possui bobinas de excitação em corrente contínua; portanto, é necessária uma fonte de excitação externa para fornecer a corrente, por meio de anéis deslizantes ； Já o rotor do motor assíncrono é um conjunto de espiras em curto-circuito, que gera corrente por meio da indução eletromagnética. Em comparação, os motores síncronos são mais complexos e têm custo mais elevado. Tanto os motores síncronos quanto os assíncronos pertencem à categoria de motores elétricos de corrente alternada, e giram graças ao fornecimento de energia por parte da rede de corrente alternada de 50Hz. O motor assíncrono possui um estator ao qual é aplicada eletricidade alternada, o que gera um campo magnético rotativo. O rotor, por sua vez, gera seu próprio campo magnético devido à indução. A interação desses dois campos magnéticos faz com que o rotor gire junto com o campo magnético rotativo do estator. Nesse caso, o rotor gira mais devagar que o campo magnético rotativo do estator; existe um deslocamento, e como não estão sincronizados, é chamado de máquina assíncrona. O estator do motor síncrono é o mesmo do motor assíncrono, mas seu rotor possui um campo magnético constante, criado pela aplicação de corrente contínua. Dessa forma, o rotor gira em sincronia com o campo magnético do estator, e por isso é chamado de motor síncrono. Em termos simples: no rotor do motor assíncrono não há corrente de excitação contínua; já no rotor do motor síncrono, há uma corrente de excitação contínua que faz com que a velocidade de rotação do rotor seja igual à velocidade do campo magnético gerado pela interação entre o estator e o rotor. III. Por que é necessário aplicar uma corrente de excitação contínua no rotor do gerador síncrono, e não uma corrente de excitação alternada? Considerando uma frequência de operação de 50Hz, a aplicação de uma corrente de excitação contínua no rotor permite que se gere uma tensão de 50Hz nas bobinas do estator. Quando uma corrente de excitação alternada é aplicada ao rotor, este pode gerar dois campos magnéticos rotativos: um em direção positiva e outro em direção negativa. A velocidade de rotação do campo magnético em direção positiva se soma à velocidade de rotação do rotor, o que gera uma tensão de 100 Hz nas bobinas do estator ； A velocidade de rotação do campo magnético em rotação reversa anula a velocidade de rotação do rotor; o estator permanece praticamente imóvel, sem gerar potencial elétrico. No entanto, surge uma componente contínua no fluxo magnético do estator, o que pode causar saturação. IV. Como escolher entre motores síncronos e assíncronos (diferenças em termos de função e aplicação)? ①Os motores síncronos são amplamente utilizados em geradores de grande porte. Já os motores assíncronos são utilizados quase exclusivamente em aplicações elétricas. O motor síncrono permite ajustar de maneira flexível a fase da tensão e da corrente no lado de entrada, por meio da excitação, ou seja, o fator de potência ； O fator de potência dos motores assíncronos não é ajustável, ficando geralmente entre 0,75 e 0,85. Por isso, em algumas fábricas grandes, onde os motores assíncronos são amplamente utilizados, pode-se adicionar um motor síncrono para funcionar como gerador de potência, com o objetivo de regular o fator de potência na interface entre a fábrica e a rede elétrica. No entanto, devido ao alto custo dos motores síncronos e à grande quantidade de trabalho necessário para sua manutenção, atualmente costuma-se utilizar compensação por capacitores para o fator de potência. ②A eficiência dos motores síncronos é ligeiramente maior do que a dos motores assíncronos. Ao escolher motores com potência acima de 2000 KW, geralmente é necessário considerar a possibilidade de utilizar motores síncronos. No entanto, como os geradores síncronos possuem enrolamentos de excitação e anéis deslizantes, é necessário que o operador tenha um alto nível de habilidade para controlar a excitação. Além disso, em comparação com os motores assíncronos, que não exigem manutenção, os geradores síncronos exigem mais trabalho de manutenção ； Portanto, atualmente, para motores com potência inferior a 2500 KW, a maioria das vezes são escolhidos motores assíncronos. Quando a potência é baixa, a diferença de eficiência torna-se insignificante. ③Os motores assíncronos são simples, têm baixo custo, além de serem fáceis de instalar, usar e manter. Por isso, são amplamente utilizados. A desvantagem é a baixa eficiência, e o fator de potência baixo é prejudicial para a rede elétrica. Além disso, os motores síncronos têm alta eficiência com cargas capacitivas, o que permite melhorar o fator de potência da rede elétrica. ④Os geradores síncronos precisam de regulação da tensão e da corrente de excitação, enquanto os geradores assíncronos não precisam disso ； Os geradores síncronos podem compensar a reativa no sistema, enquanto os geradores assíncronos necessitam de equipamentos especiais para compensar a potência. ⑤Existem três modos principais de operação do motor síncrono: como gerador, como motor elétrico e como dispositivo de compensação. Operar como gerador é o modo principal de funcionamento do motor síncrono, enquanto operar como motor elétrico é outro modo importante de funcionamento desse tipo de motor. O fator de potência dos motores síncronos pode ser ajustado. Em situações em que não é necessário controlar a velocidade, o uso de motores síncronos de grande porte permite melhorar a eficiência operacional. Nos últimos anos, os pequenos motores síncronos passaram a ser cada vez mais utilizados em sistemas de controle de velocidade por meio de frequência variável. Os motores síncronos também podem ser conectados à rede elétrica como compensadores síncronos. Nesse momento, o motor não possui nenhum tipo de carga mecânica. Ele consegue fornecer à rede elétrica a potência reativa indutiva ou capacitiva necessária, por meio da regulação da corrente de excitação no rotor. Isso é feito com o objetivo de melhorar o fator de potência da rede elétrica ou de regular sua tensão. Em aplicações gerais, um motor assíncrono é suficiente como opção para acionamento de equipamentos.