Porque os motores de indução assíncronos não podem operar na frequência síncrona?
Passo 1
O enunciado pergunta por que um motor de indução assíncrono não consegue girar exatamente à velocidade síncrona. O conteúdo é o fenômeno de indução eletromagnética em máquinas de corrente alternada, onde precisamos usar as definições de velocidade síncrona, escorregamento e a relação entre escorregamento e torque.
Passo 2
A velocidade síncrona do campo girante é dada por
onde
é em rotações por minuto,
é a frequência da rede em hertz e
é o número de polos do motor.
Passo 3
Definimos o escorregamento como
onde
é a velocidade do rotor. O escorregamento mede a diferença relativa entre a velocidade de campo e a do rotor.
Passo 4
Pela lei de indução de Faraday, a frequência elétrica que aparece no circuito do rotor é
ou seja, só existe tensão e corrente induzidas no rotor se
. A corrente induzida gera o torque que faz o rotor girar. Sem escorregamento (isto é,
), não há corrente induzida e, portanto, nenhum torque de partida ou de sustentação.
Passo 5
Se
então
, logo
e o rotor não recebe tensão induzida nem produz torque. Sem torque, o motor não consegue “puxar” a carga para manter
. Assim, é impossível haver operação estável exatamente na velocidade síncrona.
Resposta
Um motor de indução assíncrono não opera na frequência (velocidade) síncrona porque, nesse ponto, o escorregamento seria zero, não ocorreria indução de correntes no rotor e, por consequência, não surgiria torque para manter o rotor em movimento sincronizado com o campo.