Por que um motor síncrono não consegue dar partida a si mesmo?

Passo 1

O enunciado pergunta por que um motor síncrono, ao ser energizado em repouso, não consegue acelerar até a velocidade de sincronismo sem ajuda externa. O conteúdo envolve o conceito de campo girante em máquinas síncronas e a expressão do torque síncrono em função do ângulo de carga.

Passo 2

O campo girante produzido pelas correntes de armadura do estator gira em velocidade angular síncrona
\omega_{s}=\frac{2\pi f}{p},
onde f é a frequência da rede e p o número de pares de polos. Para que o rotor “trave” nesse campo, ele precisa desenvolver um torque que dependa do ângulo de carga \delta, isto é, do desfasamento entre o eixo magnético do estator e o do rotor.

Passo 3

A expressão simplificada do torque eletromagnético em regime síncrono é
T = \frac{3\,V\,E}{\omega_{s}\,X_{s}}\;\sin\delta,
em que V é a tensão de linha do estator, E a força contraeletromotriz induzida no rotor (proporcional à excitação) e X_{s} a reatância síncrona. Note que esse torque só existe quando \sin\delta\neq0.

Passo 4

Na partida, o rotor está parado e não há desfasamento inicial ( \delta=0), de modo que \sin\delta=0 e, consequentemente, T=0. Sem torque eletromagnético de partida, o rotor não é impulsionado e fica “travado” em repouso. Por isso, o motor síncrono precisa de um dispositivo auxiliar (como barras amortecedoras ou motor de partida) para alcançar velocidade próxima de \omega_{s} antes de entrar em sincronia.

Resposta

Um motor síncrono não parte sozinho porque, em repouso, o ângulo de carga \delta é zero e o torque síncrono T\propto\sin\delta também é zero, impedindo qualquer aceleração até a velocidade de sincronismo.

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