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
n_s = \frac{120\,f}{p}
onde n_s é em rotações por minuto, f é a frequência da rede em hertz e p é o número de polos do motor.

Passo 3

Definimos o escorregamento como
s = \frac{n_s - n_r}{n_s}
onde n_r 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
f_r = s\,f
ou seja, só existe tensão e corrente induzidas no rotor se s\neq 0. A corrente induzida gera o torque que faz o rotor girar. Sem escorregamento (isto é, s=0), não há corrente induzida e, portanto, nenhum torque de partida ou de sustentação.

Passo 5

Se n_r = n_s então s=0, logo f_r=0 e o rotor não recebe tensão induzida nem produz torque. Sem torque, o motor não consegue “puxar” a carga para manter n_r = n_s. 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.

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