Que técnicas estão disponíveis para dar partida a um motor síncrono?

Passo 1

O enunciado pede para listar e explicar as técnicas de partida de um motor síncrono. Como esse motor não gera torque mesmo quando energizado em vazio (ele precisa primeiro rodar próximo da velocidade síncrona para depois “travar” em síncrono com a excitação de campo), vamos ver quais métodos permitem levá-lo de repouso até a frequência síncrona antes de aplicar a excitação DC no rotor.

Passo 2

Partida assíncrona pelo amortecedor
Motores síncronos normalmente têm barras amortecedoras no rotor (semelhantes às gaiolas de um motor de indução). Ao aplicar tensão trifásica na bobina do estator, essas barras geram um torque de indução que acelera o rotor de zero até quase a velocidade síncrona. Quando a velocidade mecânica se aproxima da síncrona, liga-se a excitação DC no rotor e o motor “trava” em síncrono. Essa é a técnica mais simples e amplamente usada em máquinas de pequeno porte.

Passo 3

Partida com redução de tensão (estrela-triângulo ou autotransformador)
Como o torque de partida depende do quadrado da tensão, muitas vezes reduz-se a tensão de alimentação nas primeiras rotações para limitar a corrente de partida. Usa-se uma chave estrela-triângulo ou um autotransformador para aplicar, por exemplo, 58 % da tensão nominal, o rotor acelera pela ação das barras amortecedoras e, depois de algum tempo, muda-se para tensão plena e aciona-se a excitação DC. Essa técnica reduz o pico de corrente, mas também retarda um pouco a aceleração.

Passo 4

Partida por conversor estático de frequência
Nesta técnica usa-se um inversor ou conversor estático trifásico que gera tensão e frequência variáveis no estator. Parte-se de frequência baixa e rampa-se até a frequência de rede (por exemplo, 60 Hz). Como o torque de indução no modo assíncrono existe em toda faixa de frequência, o rotor acelera de maneira controlada. Ao atingir a frequência final, aplica-se a excitação do rotor e sincroniza-se o campo.

Passo 5

Partida com inversor de frequência (VFD)
O VFD (Variable Frequency Drive) é uma evolução do conversor estático: além de variar frequência e tensão, ele monitora corrente, torque e posição e pode realizar rampas de velocidade suaves, evitar trancos e limitar o aquecimento. Quando a velocidade chega ao ponto síncrono, o VFD comanda a excitação do rotor e o motor entra em regime síncrono.

Passo 6

Partida por motor de partida auxiliar (pony motor)
Em grandes máquinas industriais, às vezes um motor menor (pony motor) acopla-se mecanicamente ao eixo do síncrono para levá-lo até quase a velocidade síncrona. Com o rotor já girando na frequência adequada, alimenta-se a excitação DC para sincronizar o motor principal e, em seguida, desengata-se o motor auxiliar.

Resposta

As principais técnicas de partida de um motor síncrono são:
(a) partida assíncrona pelo amortecedor,
(b) partida com redução de tensão (estrela-triângulo ou autotransformador),
(c) partida por conversor estático de frequência,
(d) partida com inversor de frequência (VFD) e
(e) partida com motor de partida auxiliar (pony motor).

Exercícios relacionados